毫米波望远镜的数字频分复用器

本文介绍了一种基于 FPGA 的数字信号处理 (DSP) 系统，用于为毫米波望远镜的复用测辐射热计探测器提供偏置并读取数据。该读出系统正被部署于气球载和地基宇宙学实验中，其主要目标是利用宇宙微波背景辐射测量暴胀的特征信号。该系统由运行在 250mK 和 4K 温度下的模拟超导电子器件组成，并与本文所述的数字室温后端电子器件耦合。数字电子器件通过固件中实现的 DSP 算法执行实时功能。一个软嵌入式处理器负责所有慢速维护控制和通信。系统中的每块板在 MHz 频段合成 8 至 32 个载波的多频梳，用于对探测器进行偏置。在探测器用天空信号对载波进行调制后，同一块板直接对频梳进行数字化。载波被下变频至基带并进行低通滤波。0.050 Hz 至 100 Hz 的信号带宽对稳定性提出了极高要求，并需要强大的滤波技术才能从 MHz 载波中恢复天空信号。