欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:33242431
大小:701.50 KB
页数:14页
时间:2019-02-22
《2011年全国大学生电子设计竞赛e题简易数字信号传输性能分析仪》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、简易数字信号传输性能分析仪(E题)摘要本作品主要由以下几个模块组成:数字信号发生器、伪随机信号发生器、低通滤波器、加法器、比较器、数字信号分析电路。用硬件实现低通滤波器,加法器及部分数字信号分析电路。使用FPGA来完成数字信号发生器和伪随机信号发生器信号的产生及其部分数字信号分析电路,并且能够用示波器来显示正确的信号眼图。关键词数字信号传输性能分析低通滤波加法器锁相同步FPGA1.方案论证与比较方案一:数字信号发生采用FPGA来产生,这样能保证产生的信号频率步进可调,产生一定频率的方波能满足后面电路的需求;且能产生所要求的V1和它的同步信号V1-CLOCK;信号处理部分采用压控电压源二阶低通滤
2、波器即可,通带增益满足要求在0.2~4范围内可调且能保证信号不失真;为了满足伪信号的幅度可调,可经过分压电路使其达到要求;两信号的混合,经过加法器和反相比例放大器使其输出;后面的信号分析电路采用AD8011芯片来实现,但这样做的话效果不是很好,不容易达到理想的效果。方案二:数字信号发生采用FPGA来产生,这样能保证产生的信号频率步进可调,产生一定频率的方波能满足后面电路的需求;且能产生所要求的V1和它的同步信号V1-CLOCK;信号处理部分采用压控电压源二阶低通滤波器即可,通带增益满足要求在0.2~4范围内可调且能保证信号不失真;为了满足伪信号的幅度可调,可经过分压电路使其达到要求;两信号的混
3、合,经过加法器和反相比例放大器使其输出;后面的信号分析电路采用低通滤波器和比较器来实现,低通出来的V4送给示波器,同样经过比较器送给FPGA通过锁相使其产生V4的同步信号V4-syn;这样就能在示波器上观察到较明显的眼图。方案中使用的集成芯片采用NE5532和LM311;NE5532放大倍数高,而且有很宽的截止频率,这样保证了题目要求;LM311做成的比较器,可以自己调节门限电压,使其能很好的滤掉噪声,分析后能产生较为明显的图形。这种方法优点电路集成度高、控制方便、可靠性好、易于准确自动控制增益。-14-2.理论分析与计算2.1低通滤波器设计由于要求每个滤波器带外衰减不少于40dB每十倍频,所
4、以采用压控电压源二阶低通滤波器即可,通带增益要求为0.2~4范围内可调,即使放大倍数为1~1.58内可调,利用运放反向端接地的滑线变阻器可达到此要求。压控电压源二阶低通滤波器传递函数:,其中,,所以当截止频率为100KHz时,可采用1K电阻和1600pF的电容组成滤波网络,用104的电位器调节其幅度;截止频率为200KHz时采用1K电阻和800pF的电容组成滤波网络,用104的电位器调节其幅度;截止频率为500KHz时采用1K电阻和320pF的电容组成滤波网络,用104的电位器调节其幅度。2.2m序列数字信号m序列是目前广泛应用的一种伪随机序列,对于一个n级反馈移位寄存器来说,最多可以有2^n
5、个状态,对于一个线性反馈移位寄存器来说,全“0”状态不会转入其他状态,所以线性移位寄存器的序列的最长周期为2^n-1。当n级线性移位寄存器产生的序列{ai}的周期为T=2^n-1时,称{ai}为n级m序列。 当反馈函数f(a1,a2,a3,…an)为非线性函数时,便构成非线性移位寄存器,其输出序列为非线性序列。输出序列的周期最大可达2^n,并称周期达到最大值的非线性移位寄存器序列为m序列。数字信号发生器产生的m序列:-14-图1数字信号发生器产生的m序列伪随机信号发生器产生的m序列:图2伪随机信号发生器产生的m序列2.3同步信号提取同步提取信号的方法有插入导频法和直接法两种,插入导频法是在发送
6、有用信号的同时,在适当频率位置上插入一个或多个称为导频的正弦波;直接法则不需要专门的导频,而是设法在接收信号中直接提取同步信号。直接法又分为滤波法和锁相法,在这里我们选用锁相法。数字锁相法的提取原理是在接收端利用鉴相器比较接受码元和本地时钟产生的位同步信号的相位,若两者不一致,鉴相器会产生误差信号,并通过控制器调整位同步信号的相位,直至获得准确的位同步信号为止。2.4眼图显示方法-14-用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接收码元的周期同步。这时就可以从示波器显示的图形上,观察出码间干扰和噪声的影响,从而估计出系统性能的优劣程度。以IWATSUOSCILLO
7、SCOPEss—7802A为例,CH1接口连接V4,EXT接口连接V4—syn,通过source和coupl按钮调节成EXT+DC,然后调节示波器。图33系统设计3.1系统组成图4基础部分系统框图-14-图5发挥部分系统框图3.2第一部分低通滤波器输出的数字信号要经过下面的低通滤波器,下为压控电压源二阶低通滤波器,可满足滤波器带外衰减不少于40dB每十倍频。要求的截止频率100KHz,200KHz
此文档下载收益归作者所有