基于32位定點DSP的軌道電路信號接收研究.pdf

1、目前國內(nèi)常采用16位定點DSP及32位浮點DSP實現(xiàn)軌道信號的接收處理。16位定點DSP運算能力差、速度低；32位浮點DSP電路復雜、成本高。本文以ZPW-2000軌道電路為基礎，研究采用32位定點DSP TMS320F2812實現(xiàn)軌道信號的接收處理。 本文采用在理論分析、仿真的基礎上，進行最小接收系統(tǒng)軟硬件設計，最終進行測試驗證的方法，完成了全文的研究內(nèi)容： 1、對頻率細化算法ZOOM-FFT進行了理論分析和仿真，證明

2、ZOOM-FFT可以在采樣點數(shù)不變的前提下，大幅提高頻率分辨率，降低采樣頻率，同時又能滿足采樣定理的要求；通過仿真ZPW-2000信號加不同窗函數(shù)后的頻譜，證明海明窗和漢寧窗能夠有效改善信號截斷對頻譜造成的干擾。解決了頻譜分析中的兩個主要問題。 2、通過仿真比較了32位浮點、32位定點以及16位定點濾波器的實際濾波效果，以及這三種運算的FFT頻譜分析效果，得出了32位定點DSP運算能力的整體評價：與32位浮點相比，32位定點運算

3、的系數(shù)量化、舍入誤差、溢出等問題對濾波和FFT的影響不大，并且比16位定點DSP的性能有所提高。 3、根據(jù)大秦線主體化機車信號試驗報告和西門子公司對動車組諧波電流的計算值，分析了軌道信號接收的抗干擾需求，確定將帶內(nèi)信噪比2：1作為信號接收設備的抗干擾指標。 4、根據(jù)鋼軌最小短路電流和TMS320F2812片內(nèi)A/D的模擬輸入電壓范圍，計算出輸入信號的動態(tài)范圍，并由此確定了32位定點運算的定標值。 5、設計了雙CP

4、U比較校核的最小系統(tǒng)模塊電路，使一片DSP芯片一并實現(xiàn)A/D采樣、譯碼和輸出控制，簡化了接收電路。 6、通過硬件仿真譯碼實驗，檢驗了ZPW-2000信號頻率指標和幅度指標的譯碼，驗證了抗干擾性，并估算了應變時間。 研究過程中的軟件仿真采用Matlab軟件，硬件仿真測試驗證采用開發(fā)板、仿真器和CCS2代碼調(diào)試器。 整個研究表明利用32位定點DSP實現(xiàn)軌道信號接收是可行的，比16位定點DSP提高了運算精度；比32位浮