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60000字论文范文无线电背景下逆变器的分析与研究

论文类型:论文范文
论文字数:60000字
论点:数字,变频器,滤波器
论文概述:

在软件无线电的应用背景下,本课题设计实现了一个单通道的数字下变频器。该数字下变频器最大处理时钟为85MHz、输入信号最大速率为85Mbps、中频信号为82MHz、整个系统完成32倍抽取功能、系统

论文正文:

第1章简介

1.2软件无线电中的数字下变频器软件
无线电系统可分为两部分:模拟信号处理子系统和数字信号处理子系统。从图1.1可以看出,模数转换器模数(或数模转换器数模)位于模拟前端和数字前端之间,并且充当模拟前端和数字前端之间的桥梁。它在软件无线电中起着非常重要的作用。软件无线电要求模数和数模转换器尽可能靠近射频天线,并在更高的中频甚至射频直接数字化,以便最大限度地数字化。这就对模数转换器和数模转换器提出了更高的要求。模数和数模转换器必须具有高采样率、足够的带宽和高采样精度。现代无线通信系统的射频载波频率通常高于GHz。如果在这样的载波上实现数字/模拟转换,那么转换器的工作速率必须在这个数量级,转换器的精度必须高于lObit,这是非常昂贵的。因此,通常的做法是在执行模拟/数字转换之前,将射频信号与中频信号混合几次。
软件无线电的基带处理主要完成调制/解调、扩频/解扩、同步处理、信道编码/解码、信令控制、加密/解密等功能[4]。软件无线电基带需要实时处理高速数据流,以提供可靠、丰富和高质量的服务。所有这些都增加了基带处理的难度,基带处理需要基带高速实时地处理大量数据。因此,软件无线电在实现基带处理时需要使用大量工作速度快、性能好的数字信号处理设备。目前,数字信号处理器得到了广泛的应用。
通用数字信号处理器在处理中频信号时仍然存在一定的困难。因此,在模数转换器和数字信号处理器之间,必须有一个装置将数字中频信号的频率降低到通用数字信号处理器能够处理的频率,并将中频信号的速率降低到通用数字信号处理器能够处理的速率。这种设备是数字下变频器。显然,数字下变频器在射频前端和基带处理中发挥着作用。图1.1显示了数字下变频器在软件无线电中的位置,这表明数字下变频器是软件无线电数字前端的重要组成部分。它的发展也影响着整个软件无线电技术的发展,因此数字下变频器在各种军用和民用无线通信系统中得到了越来越广泛的应用。

1.3数字下变频器的研究现状
传统意义上,其主要功能是混频、抽取、重采样和滤波。在应用设计中,常用的方法是利用数字下变频器(DDC)芯片实现数字下变频功能。目前,DDC产品的领先外国公司包括Intersil、ADI和Graychip。其单通道代表的DDC产品包括Intersil公司的HSP50016和hsp50214b。ADI公司的AD6620GClOl 1、GCl(n2等)。)的公司。这些器件具有优异的性能参数和强大的功能。

1.4现场可编程门阵列在数字下变频中的应用...................13-14
1.5纸张内容安排..............................14-15
第二章数字下变频器的基本理论和常用算法..............................15-28 [/BR/] 2.1数字下变频器的基本理论..............................15-23 [/BR/] 2.1.1数字下变频器的原理..............................15-16
2.1.2 CIC过滤器..............................16-19[/溴/] 2.1.3血红蛋白过滤器..............................19-22[/比尔/] 2.1.4 FIR滤波器..............................22-23
2.2数字下变频器的常见算法..............................23-27
2.3本章概述..............................27-28
第三章基于FPGA的数字下变频器模块的设计与实现..............................28-51
3.1数字下变频器的设计..............................28-29
3.2数字混频器的设计和现场可编程门阵列的实现..............................29-35
3.3 CIC抽取滤波器模块的设计及系数配置的FPGA实现..............................35-40
3.4 HB滤波器和现场可编程门阵列实现..............................40-44
3.4.1血红蛋白过滤器的系数配置..............................40-43
3.4.2六边形滤波器的现场可编程门阵列实现..............................43-44
3.5 FIR滤波器及其FPGA实现..............................44-50
3.6本章概述..............................50-51
第4章基于FPGA的数字下变频器仿真与验证..............................51-64
4.1基于现场可编程门阵列的直接数字控制仿真和验证过程..............................51[/比尔/] 4.2每个模块的直接数字控制模拟和验证..............................51-63[/比尔/] 4.2.1 NCO模拟和验证..............................51-52[/ Br/] 4.2.2 CIC模拟验证..............................52-55
4.2.3 HB1模拟验证……55-56
4.2.4 HB2模拟验证..............................56-58[/比尔/] 4.2.5飞行情报区模拟验证..............................58-60[/比尔/] 4.2.6驾驶员侧车门控制器模拟验证..............................60-63[/溴/] 4.3本章概述..............................63-64

摘要和前景

5.1摘要
在软件无线电的应用背景下,本课题设计并实现了一种单通道数字下变频器。数字下变频器的最大处理时钟为85兆赫,最大输入信号速率为85兆赫,中频信号为82兆赫,抽取功能为32倍,系统带宽为2兆赫。本文设计的数字下变频器主要由混频模块和数字抽取滤波器模块两部分组成。数字抽取滤波器模块由五个CIC抽取滤波器、两个HB抽取滤波器和FIR整形滤波器组成。本文从系统结构上考虑了各模块的性能约束,选择了合理的算法来提高关键模块的性能。NCO是混频器的核心。本文采用21次迭代的Cordic算法实现,用优化的数据挖掘算法实现FIR滤波。数字下变频器完成了降低中频信号频率和速度的功能,并通过仿真验证了设计的正确性。设计理念已经真正转化为硬件实现。

5.2项目前景
本项目实现了数字下变频、变频、降速功能,并完成了算法仿真、各模块VHDL代码编写和调试等工作。下一步是开发分布式数据中心开发板,对设计的分布式数据中心系统进行全面验证,建立基于PCI总线的测试平台。从分布式数据中心系统设计的角度来看,分布式数据中心与商用分布式数据中心芯片之间还有很大的差距,还有很多需要改进的地方。目前,商用数字下变频芯片的功能不仅是数字下变频,还有许多新的功能,包括重采样、坐标变换、数字自动增益控制等。因此,在以下工作中,需要将这些功能添加到DDC系统中。