本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的中頻數(shù)字信號處理，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著科技進步,大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展,使得數(shù)字中頻采樣接收機成為現(xiàn)實。中頻接收機的核心思想是將中頻信號盡可能的數(shù)字化,將其轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合于計算機或數(shù)字信號處理器處理的數(shù)據(jù)流,然后通過編程軟件來完成各種算法功能,使其在應(yīng)用方面具有更好的環(huán)境適應(yīng)性和可擴展性。本文在軟件無線電的基礎(chǔ)上,深入結(jié)合當前硬件環(huán)境,使用中頻數(shù)字化處理系統(tǒng),設(shè)計了一種基于FPGA的中頻信號處理方案。本方案使用XINLINX公司的XC4VLX40作為FPGA數(shù)字處理芯片,將中頻信號通過ADC16V130芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,再經(jīng)過數(shù)字下變頻處理不僅總抽取因子達到了512,而且將中頻信號處理為基帶,最后利用自適應(yīng)濾波系統(tǒng)濾除噪聲,得到原始信號。在確定整體方案后,本文對各個模塊進行深入研究,在NCO設(shè)計時采用比較先進的CORDIC算法完成正交混頻單元的設(shè)計,同時,通過編寫SPI總線接口控制外圍芯片保證硬件平臺的正常工作,最后使用自適應(yīng)濾波器完成對中頻信號的處理功能。本論文首先就研究背景和中頻接收機現(xiàn)狀進行了闡述；其次對自適應(yīng)濾波的影響因素做了相關(guān)分析,其中包括濾波階數(shù)和算法步長；隨后具體討論了數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),其中包括NCO單元、CIC濾波器、半帶濾波器等模塊的設(shè)計,以及基于FPGA自適應(yīng)濾波模塊的算法實現(xiàn)和外圍芯片的參數(shù)設(shè)置；最后給出各個模塊的仿真結(jié)果,并將程序生成比特流文件下載到FPGA硬件平臺中進行測試,通過在線分析工具Chipscope生成FPGA內(nèi)部處理效果圖驗證了設(shè)計結(jié)果。仿真和測試結(jié)果表明硬件平臺正常工作,數(shù)字下變頻和自適應(yīng)濾波測試結(jié)果正確,基本滿足了對中頻信號的處理要求。
【關(guān)鍵詞】：FPGA 數(shù)字下變頻 CORDIC 自適應(yīng)濾波 SPI
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 自適應(yīng)濾波技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用11-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及規(guī)劃13-16
• 第2章 自適應(yīng)濾波原理及其性能仿真16-28
• 2.1 LMS自適應(yīng)濾波算法的原理16-20
• 2.2 自適應(yīng)LMS算法MATLAB平臺仿真20-21
• 2.3 自適應(yīng)濾波器參數(shù)分析21-27
• 2.3.1 濾波器階數(shù)對于自適應(yīng)濾波性能影響22-24
• 2.3.2 迭代步長對于自適應(yīng)濾波性能影響24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 基于FPGA數(shù)字下變頻的設(shè)計與實現(xiàn)28-48
• 3.1 平臺相關(guān)介紹28-30
• 3.1.1 FPGA芯片選擇28-29
• 3.1.2 開發(fā)環(huán)境與工具的選擇29
• 3.1.3 編程語言選擇29-30
• 3.2 數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計30
• 3.3 數(shù)字下變頻系統(tǒng)構(gòu)成30-31
• 3.4 NCO模塊設(shè)計31-36
• 3.4.1 DDS算法實現(xiàn)原理31-32
• 3.4.2 CORDIC算法原理32-34
• 3.4.3 NCO的FPGA實現(xiàn)34-35
• 3.4.4 兩種NCO結(jié)果對比35-36
• 3.5 CIC抽取模塊設(shè)計36-39
• 3.5.1 多級CIC抽取濾波器36-38
• 3.5.2 多級CIC濾波器設(shè)計與仿真38-39
• 3.6 半帶濾波模塊設(shè)計39-42
• 3.6.1 半帶濾波器原理39-40
• 3.6.2 多級半帶濾波器參數(shù)設(shè)計40-41
• 3.6.3 HB濾波器仿真41-42
• 3.7 FIR濾波器42-44
• 3.8 數(shù)字下變頻整體仿真44-47
• 3.9 本章小結(jié)47-48
• 第4章 中頻接收機方案及自適應(yīng)濾波器設(shè)計48-64
• 4.1 系統(tǒng)方案介紹48-49
• 4.2 單端轉(zhuǎn)差分信號輸入設(shè)計49-50
• 4.3 時鐘提供芯片AD9517_350-56
• 4.3.1 AD9517_3性能50-51
• 4.3.2 AD9517_3設(shè)置及操作51-53
• 4.3.3 AD9517_3時序控制53-56
• 4.4 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADC16V13056-58
• 4.4.1 ADC16V130性能及參數(shù)56-57
• 4.4.2 ADC16V130時序分析57-58
• 4.5 自適應(yīng)濾波算法的FPGA設(shè)計58-63
• 4.5.1 LMS算法流程構(gòu)建與設(shè)計58-59
• 4.5.2 總控制模塊59-60
• 4.5.3 濾波器模塊與系數(shù)更新模塊60-61
• 4.5.4 延遲補償模塊61-62
• 4.5.5 自適應(yīng)濾波算法仿真62-63
• 4.6 本章總結(jié)63-64
• 第5章 系統(tǒng)測試64-72
• 5.1 測試設(shè)備介紹64-65
• 5.2 硬件平臺測試65-67
• 5.2.1 AD9517_3輸出測試65-66
• 5.2.2 ADC16V130輸出測試66-67
• 5.3 數(shù)字下變頻及自適應(yīng)濾波測試67-71
• 5.3.1 數(shù)字下變頻模塊測試67-68
• 5.3.2 自適應(yīng)濾波測試68-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第6章 總結(jié)72-74
• 6.1 總結(jié)72-74
• 參考文獻74-76
• 致謝76-78
• 作者簡介78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 白月勝;曹淑玉;;基于AD9517的高速采樣時鐘設(shè)計[J];工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新;2014年04期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳東坡;數(shù)字下變頻電路的FPGA實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2009年

2 劉丹丹;基于FPGA的自適應(yīng)頻譜分析算法的軟件設(shè)計[D];哈爾濱工程大學;2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的中頻數(shù)字信號處理，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：434350