發(fā)布時(shí)間：2019-01-11 13:52

【摘要】：任意波形發(fā)生器是一種特殊的信號(hào)源,其具有信號(hào)源的所有特點(diǎn)。在當(dāng)今通信測(cè)試系統(tǒng)中,單通道任意波形發(fā)生器已不能滿足對(duì)測(cè)試精度和測(cè)試參數(shù)范圍的要求。為了滿足隨著科技的發(fā)展和對(duì)測(cè)試系統(tǒng)精度的要求,需要雙通道甚至多通道的激勵(lì)信號(hào),并設(shè)計(jì)出能夠提供多制式、高精度的任意波形發(fā)生器。本文是依據(jù)便攜式矢量信號(hào)源項(xiàng)目為研究背景,重點(diǎn)研究了在任意波模式下的基帶波形產(chǎn)生技術(shù)和多速率任意波形信號(hào)的變采樣率處理技術(shù)。本文是基于軟件無(wú)線電的思想,以“DSP+FPGA+DDR3+DA板”為硬件平臺(tái),通過(guò)方案設(shè)計(jì)、測(cè)試仿真及驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了基帶信號(hào)可達(dá)800MSa/s的存儲(chǔ)速率和最高200倍插值倍數(shù)的信號(hào)重建。本文首先介紹了本課題設(shè)計(jì)的總體方案,其主要包括變速率基帶信號(hào)處理與數(shù)字任意波形信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換兩個(gè)內(nèi)容。變速率基帶信號(hào)處理主要包括以下三個(gè)模塊:一、FPGA接收DSP傳輸命令和數(shù)據(jù)通道的設(shè)計(jì),完成了DSP和FPGA之間的信號(hào)通訊。二、DDR3 SDRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)DDR3 SDRAM存儲(chǔ)控制器的配置、仿真及驗(yàn)證,保證數(shù)字基帶信號(hào)高速寫(xiě)入與讀取操作,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字基帶信號(hào)的回放功能。三、變采樣率處理模塊的設(shè)計(jì),通過(guò)FIR+CIC組合濾波器的設(shè)計(jì),可以高效地濾除任意波形的鏡像成分并抑制其諧波分量,從而獲得平滑、完整的任意波形信號(hào)。數(shù)字任意波形的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊是本文的另個(gè)一重要方面,從FPGA處理后的任意波形信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬任意波形信號(hào)需要通過(guò)高速數(shù)模轉(zhuǎn)換,將產(chǎn)生的模擬任意波形信號(hào)上變頻到任意波形發(fā)生器的射頻模塊并通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)波形的輸出。本文提供了一套任意波形發(fā)生模塊數(shù)字通路的設(shè)計(jì)技術(shù),其中一部分模塊是在Airtx-7系列FPGA中實(shí)現(xiàn)的,另一部分是在D/A板上實(shí)現(xiàn)的,并利用頻譜分析儀和ChipScope軟件等測(cè)試工具對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了雙通道任意波形的產(chǎn)生,滿足預(yù)定數(shù)字通路的要求。
[Abstract]:Arbitrary waveform generator is a special signal source, which has all the characteristics of signal source. In today's communication test system, the single channel arbitrary waveform generator can not meet the requirements of test accuracy and test parameter range. With the development of science and technology and the requirement of the precision of the test system, the excitation signal of two channels or even multiple channels is needed, and an arbitrary waveform generator with multi-standard and high precision is designed. Based on the research background of portable vector signal source, this paper focuses on the baseband waveform generation technology in arbitrary wave mode and the variable sampling rate processing technology of multi-rate arbitrary waveform signal. This paper is based on the idea of software radio, taking "DSP FPGA DDR3 DA board" as hardware platform, through scheme design, test, simulation and verification, the storage rate of baseband signal can reach 800MSa/s and the signal reconstruction of maximum 200 times interpolation multiple is realized. This paper first introduces the overall scheme of this project, which mainly includes two parts: variable rate baseband signal processing and digital-analog conversion of digital arbitrary waveform signal. Variable rate baseband signal processing mainly includes the following three modules: first, the FPGA receives the DSP transmission command and the design of the data channel, completes the signal communication between DSP and FPGA. Secondly, the design of DDR3 SDRAM data storage module, through the configuration, simulation and verification of the DDR3 SDRAM storage controller, ensures the high-speed writing and reading operation of the digital baseband signal, and realizes the playback function of the digital baseband signal. Thirdly, the design of variable sampling rate processing module, through the design of FIR CIC combined filter, can efficiently filter the mirror image component of arbitrary waveform and suppress its harmonic component, so as to obtain smooth and complete arbitrary waveform signal. The digital-analog conversion module of digital arbitrary waveform is another important aspect of this paper. The conversion from arbitrary waveform signal processed by FPGA to analogue arbitrary waveform signal needs high-speed digital-to-analog conversion. The generated analog arbitrary waveform signal is up-converted to the RF module of the arbitrary waveform generator and the waveform output is realized by the corresponding signal conditioning circuit. This paper provides a set of digital path design techniques for arbitrary waveform generation module, some of which are implemented in Airtx-7 series FPGA, the other part is implemented on the D / A board. The function modules are verified by using spectrum analyzer and ChipScope software, which can realize the generation of arbitrary waveforms of two channels and meet the requirements of predetermined digital paths.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN702

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本文編號(hào)：2407206