基于DSP的单脉冲雷达鉴相器的硬件电路设计(2)
制信号，反馈回去控制数控振荡器的周期。多次反馈调节之后，实现环路锁定的功
能。鉴相器检测两个输入信号之间的相位差时，输出的误差信号是相位差的函数，
表示其间关系的函数称为鉴相特性。鉴相器是锁相环的基本部件之一，也用于调频
和调相信号的解调。常见的鉴相特性有余弦型、锯齿型与三角型等。
1.1 数字鉴相器的研究背景
1.1.1 I/Q双通道处理 1.2 DSP系统概述
1.2.1 DSP 系统的信号处理方式
DSP 是指利用专用处理设备，以数字形式对信号进行的采集、变换、滤波、估值、
增强、压缩、识别等处理、DSP系统要处理的信号多为自然信号，因此首先需要通过
传感器将自然信号转换为电信号。其次要对自然界的信号进行数字处理，就必须通
过A/D 模块将其转换为数字形式。继而DSP 对数字信号进行抽样，并非输入的的数
字信号进行某种处理，如一系列的乘累加操作、对数据进行分析、提取、还原，对
数据进行快速存储或传输等。DSP芯片完成数字处理后，有时还必须要通过 D/A 模块
把处理后的数字信号重新还原为模拟信号。这是整个系统的核心，如图1.2所示： 1.2.2 基于DSP的信号处理系统功能框图
一般的，输入信号首先进行带限滤波和抽样，然后进行模/数(A/D)变换将信号
变换为数字比特流。根据奈奎斯特抽样定理，对低通模拟信号，为保持信息的不丢
失，抽样频率至少必须是输入带限信号最高频率的 2倍。DSP芯片的输入是时间离散
的数字信号，根据系统要求，DSP芯片对输入信号按照 A/D变换后得到定的算法进行
处理，这是DSP系统的关键。最后处理后的数字样值再经数/模（D/A）变换转换为
模拟样值，之后再进行平滑滤波的)就可以得到连续的模拟波形。图 1.3是基于 DSP
的信号处理系统功能框图[10]
。 DSP芯片是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是
实时快速地实现各种数字信号处理算法，一般具有如下主要特点：
（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和加法；（2）程序和数据空间分开，
可以同时访问指令和数据；（3）片内具有快速 RAM，通常可通过独立的数据总线在
两块中同时访问； （4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；（5）快速
的中断处理和硬件 I/O支持；（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； （7）可以并行执行多个操作；（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行
等操作可以重叠执行。
1.2.3 DSP 系统的设计
下图是DSP应用系统的一般流程如图1.4所示： 1.2.4 DSP芯片TMS320F2812 的性能特点
TMS320F2812 是TI公司专门用于控制的一款高性能、多功能、高性价比的定点
32位DSP 处理芯片。该芯片最高可以以 150MHz 主频工作，并带有 18K×16位零等待
周期的片内SRAM和 128K×16位片内Flash（存取时间为36ns）。该器件还有3 个
独立的32位CPU定时器，以及56个可独立编程的 GPIO引脚，还可外扩大于 1M×16
位程序和数据存储器。该芯片片上外设主要包括 16路12位精度的 ADC（最快80ns
转换时间）、2路 SCI（SCIA和SCIB）、1 路SPI、1路McBSP、1 路eCAN，以及两
个事件管理模块（EVA和EVB）等。每个事件管理模块包括 6路PWM/CMP、2路QEP、
3路CAP 和2路16 位的定时器。
为使程序员能够完全使用高级语言来开发该芯片，TMS320F2812 和C/C++编译程
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