在测风激光雷达领域,采集卡作为核心信号处理单元,其性能、可靠性直接决定系统运行效率及部署价值。针对户外极端温湿度、电磁干扰等恶劣环境,以及行业对性能的极致的追求,我们研发了这款专用采集卡,为测风激光雷达稳定运行与长距离监测应用筑牢基础。本采集卡凭借优异性能、恶劣环境适配性,可广泛应用于气象观测、风电运维、海洋监测和航空航天等领域,特别是远距离测风。
产品主要指标
l
ADC参数:500MS/s采样率 14bit精度
l通道数:双路
l阻抗:50Ω,AC耦合
l距离门个数:<=500个
l距离分辨率:15m/30m/60m/120m
l最小探测信号:-94dbm
lFFT点数:固定512个点
l距离:12公里,400距离门
极限:15km,500个距离
l中频:80M 120M 160M
l累加时间:支持0.1~5s 步进0.1s
l支持连续扫描和步进扫描
l以太网接口(支持RJ45 1000/100/10M自适应),SFP光口(选焊)
l功耗:22W(室温下)
l所有器件按2.5倍降额设计
支持系统 lWindows 7 64位 lWindows 10 64位 | 软件推荐 lVisual Studio 2008~2015 lVC++6.0 | 驱动程序 lC/C++ l C# |
原理框图

FPGA处理算法

规格参数
ADC和AFE
2路模拟输入,丝印CH1和CH2。ADC选择14位分辨率 500M采样率,集成高性能宽带放大器,输入信号范围5M~250MHz(0.5dB平坦度)。
输入和输出同步TTL电路
输出1路TTL给激光器做同步,图中丝印TRO。
输出TTL规格:
l TTL电平,3.3V~5V
l 电信号脉宽>100ns
l 信号重频抖动≤30ns,且输出频率与设定频率间的误差小于等于5%
l 输出脉冲频率不低于20kHz,支持上电后自动输出周期脉冲,不受工作状态影响,为激光器持续输出不间断的同步脉冲
l 输入1路TTL同步信号,图中丝印为TRI,幅度3.3V~5V,脉宽20us
调试接口
FPGA JTAG: 2x7PIN DC连接器,90度弯头。
调试串口:Mini-B型USB连接器,串口配置115200 8N1。
供电及电源
12V~36VDC宽压输入,应用中建议24VDC。电源输入连接器选型Amass XT30PW,无电源开关。
环境适应性
l 工作环境温度:-30~65℃
l 恒湿热条件:按GB/T2423.3中规定,试验温度±40±2℃,相对湿度为(93±3)%,试验时间为48h
l 交湿热试验:按GB/T2423.4中规定,试验温度+55℃,试验循环次数为2次
l 三防处理
板卡对外接口
序号 | 丝印 | 接口说明 |
1 | AI | 模拟输入,SMA-K |
2 | TRI | 触发输入,SMA-K,3.3V/5V选焊 |
3 | TRO | 触发输出,SMA-K,3.3V/5V选焊 |
4 | JP1 | 电源输入,12~36VDC,Amass XT30PW |
5 | J8 | RJ45网口,10/100/1000M自适应 |
6 | J10 | SFP光口,1G |
7 | CN1 | 调试串口,Mini-USB,115200 8N1 |
8 | J11 | JTAG调试口,2x7 DC |
9 | J22 | 散热风扇供电接口,支持PWM |
散热和结构
PCB板框尺寸(不含连接器):149.89x100.46mm。配套的散热外壳效果图:


定制热管散热结构,在电路板上预留安装孔位和空间。预留一个风扇供电槽位,支持PWM标准接口。整板布局已将需要散热的器件放在同一侧,便于散热器结构设计。提供配套的散热外壳供客户选配。