四通道可拓展射电数字接收机系统

摘要: 针对目前射电观测设备对数字接收机高采样率､宽带宽､多通道幅相一致，以及高速率直接采样和时域数据存储的需求，通过调研分析多个射电观测设备的数字处理系统的技术架构和功能，提出了基于ZYNQ SOC和ADS54J60等核心器件实现的4 通道数字接收机系统方案。单通道最高可实现1 GSPS 采样率，具有灵活可拓展的优势，可以通过添加板卡实现采样通道数的增加，能够满足未来大规模可拓展射电干涉阵列的需求。系统由高速数据采集卡､光通信接收卡､服务器3 部分设备组成，基于SerDes的高速串行接口技术目前实现16 位量化精度､300 MSPS 的直接采样功能，具备60 dB满量程信噪比､40Gbps的SFP+数据传输带宽､1.5 GB/s的PCIe通信带宽，可对4.5~150 MHz范围内中频模拟信号进行采集，目前该系统已经完成软硬件设计和测试。在测试中对频率为10 MHz､幅度为125 mV的正弦波信号进行采样， 得到4通道间幅度差小于1 mV，相位延时小于3.3 ns。系统集成可编程SFP+通信接口和多机同步机制，可适应多元阵列同步采集的需要，可同时对原始射电信号的数据进行存储，为射电研究提供更详细的时域数据。