FPGA tabanlı yüksek frekanslı RF sinyali tespiti ve zamanlamalı dürtü sinyali üretimi
FPGA-based detection of high-frequency RF signals and generation of timed pulse signals
- Tez No: 1017575
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLYAS EVRİM ÇOLAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: FPGA, Genlik, Radyofrekans, Schottky diyodları, Tespit, VHDL, İşaret, FPGA, Amplitude, Radiofrequency, Schottky diodes, Detection, VHDL, Signal
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, parçacık hızlandırıcılarında kullanılan yüksek frekanslı ve yüksek güçlü RF darbelerinin yönetildiği RF baskılayıcı sistemi için FPGA tabanlı bir giriş sinyali tespit, gecikme kontrolü ve darbe üretim mimarisi geliştirilmiştir. Sistem, Xilinx ZC706 SoC FPGA üzerinde tasarlanmış olup, tüm benzetim ve doğrulama çalışmaları Xilinx Vivado ortamında test ortamı (testbench) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. RF kaynağından elde edilen sinyal, KiCad ortamında geliştirilen Schottky diyot tabanlı bir RF tepe tespit devresine uygulanmıştır. Bu devre LTSpice üzerinde benzetilerek doğrulanmış ve ADC'ye aktarılacak doğrultulmuş sinyalin genlik ve süre parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen doğrultulmuş işaret, AD9434 yüksek hızlı ADC tarafından 400~MSPS hızında örneklenerek FPGA'ye aktarılmak üzere sayısallaştırılmıştır. FPGA üzerindeki tespit algoritması, iki farklı frekansa (260 MHz ve 1.3 GHz) karşılık gelen doğrultulmuş genlik değerlerini ayırt etmek amacıyla sonlu durum makinesi (FSM) tabanlı üç aşamalı bir karar yapısı ile gerçekleştirilmiştir. Bu yapı sırasıyla eşik geçişini bekleme, eşikler arası süreyi ölçme ve sınıflandırma çıktısını kilitleme aşamalarından oluşmaktadır. Doğrultulmuş genlik tepesi yalnızca birkaç örnek boyunca sürdüğünden, sinyalin güvenilir biçimde yakalanabilmesi için yüksek örnekleme hızına ihtiyaç duyulmuştur. Bu nedenle AD9434 ile ZC706 arasındaki veri aktarımı, yüksek hızlara uyumlu LVDS üzerinden gerçekleştirilmiştir. Tespit tamamlandığında FPGA'nin, UART arayüzü üzerinden kullanıcının belirlediği nanosaniye--mikrosaniye ölçekli gecikme süresini uyguladığı ve ardından genişliği yine kullanıcı tarafından tanımlanabilir tek atımlık bir darbe ürettiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, an FPGA-based input signal detection, delay control, and pulse generation architecture has been developed for the RF suppressor system used to manage high-frequency and high-power RF pulses in particle accelerators. The system was designed on the Xilinx ZC706 SoC FPGA, and all simulation and verification studies were carried out in the Xilinx Vivado environment using a testbench. The signal obtained from the RF source was applied to a Schottky diode-based RF peak detection circuit developed in KiCad. This circuit was verified through LTSpice simulations, and the amplitude and duration parameters of the rectified signal to be transferred to the ADC were determined. The resulting rectified signal was sampled by the AD9434 high-speed ADC at 400~MSPS and digitized for transfer to the FPGA. The detection algorithm on the FPGA was realized using a three-stage finite state machine (FSM)-based decision structure to distinguish the rectified amplitude values corresponding to two different frequencies, 260~MHz and 1.3~GHz. This structure consists of waiting for a threshold crossing, measuring the time between threshold crossings, and latching the classification output. Since the rectified amplitude peak lasts only for a few samples, a high sampling rate was required to capture the signal reliably. Therefore, data transfer between the AD9434 and the ZC706 was carried out via LVDS. After detection was completed, it was demonstrated that the FPGA applied the nanosecond--microsecond scale delay specified by the user through the UART interface and then generated a single-shot pulse with user-definable width.
Benzer Tezler
- Antenna and frequency selective surface design for 3.1 GHZ detect and avoid radar system on unmanned aerial vehicle
İnsansız hava aracında 3.1 GHZ tespit ve kaçınma radar sistemi için anten ve frekans seçici yüzey tasarımı
MOHAMMAD HAROON AZAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
DOÇ. DR. HÜSEYİN ŞERİF SAVCI
- Adaptive symbol glossary for pattern based cognitive communication system
Örüntü tabanlı bilişsel haberleşme sistemi için uyarlamalı sembol sözlüğü
HUSAM Y. I ALZAQ
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. BURAK BERK ÜSTÜNDAĞ
- 2-port vector network analyzer implementation using AD9361 and ZYNQ FPGA
AD9361 ve ZYNQ FPGA ile 2-port vektör ağı analizörü gerçeklemesi
MERT KÜLTE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Geniş bantlı RF spektrum analizi için FFT tabanlı gerçek zamanlı spektrum analizörü tasarımı
Design of FFT based real time spectrum analyzer system for analysis of wide band RF spectrum
MEHMET ESKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT KAÇAR
- WOLA FTT tabanlı kanallaştırıcı tasarımı
Design of WOLA FTT based channelizer
ENES KARAV
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜRVET KIRCI