基于fpga数字中频卡设计及实现

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1、DesignAndImplementationOfFPGADigitalIFCardbyLIURenbinB．E．(HunanUniVersity)20l0AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringElectronicScienceandTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIFuhaiApril，2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师

2、的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。．作者签名：侈【影域日期：加萨f月27日学位论文版权使用授权书-本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年

3、解密后适用本授权书。2、不保密囱。√’，)日期：加侈年岁月日日日期：劲侈年歹月习日基于FPGA的数字中频卡的设计与实现摘要软件无线电是现代通信领域的研究热点，数字中频为软件无线电的关键技术之一。受目前器件性能的限制，先将射频信号下变频为中频信号，对中频信号进行数字化处理。FPGA具有专用集成电路的高性能和通用DSP的灵活性，在数字信号处理领域发挥着越来越重要的作用，已广泛应用于各种无线通信系统。采用FPGA实现数字中频，可以很好的协调处理能力和灵活性之间的矛盾。本文对数字中频的FPGA实现展开研究，详细分析了系统的硬件设计和软件设计。首先，本文介绍了数字中频的研究背景，阐述了软件无线电的大背

4、景以及FPGA在数字中频领域的应用。分析了数字上变频、数字下变频、CIC抽取滤波器、CIC插值滤波器、CIC滤波器的补偿、数字控制振荡器等与数字中频相关的原理。其次，完成了系统硬件的原理图设计和PCB设计，详细分析了模数转换模块、数模转换模块、FPGA、单片机模块、时钟模块、电源模块的设计。并对各硬件模块进行功能调试和测试，确保模数／数模转换模块的带宽、转换速率、幅值和阻抗等指标满足系统要求、电源模块提供高质量的电源、时钟模块输出系统要求的时钟。然后，完成了数字中频的FPGA软件设计，详细分析了数字上变频模块、数字下变频模块、CIC抽取／插值滤波器、FIR补偿滤波器和数字控制振荡器的FPGA

5、设计和实现。自下而上对系统各模块进行了功能仿真，功能仿真结果与理论结果一致。对仿真结果进行FFT分析，结果表明CIC抽取／插值滤波器加FIR补偿滤波器的方式抽取／插值效果较为理想。而且该组合结构简单，易于使用FPGA实现。最后，通过FPGA对数字中频软件进行验证。输出模拟中频信号的频谱分析结果、时域波形幅值和周期接近理论值，验证了数字上变频模块的正确性。系统输入端与输出端互连，数字下变频模块的输出信号与上变频模块的输入信号一致，验证了数字下变频模块的正确性。关键词：数字中频；FPGA；级联积分梳状滤波器；数字控制振荡器硕士学位论文AbstractSoftwareradioiSahotrese

6、archtopicinthefieldofmoderncommunication，anddigitalIFisoneofthekeytechnologiesforthesoftwareradio．Becausethedeviceperformanceisnotgoodenough，convertradiofrequencytointermediatefrequency，sampleandprocessIFsignal．FPGAhashighperformenceofthespecialintegratedcircuitandflexibilityofDSP．SoFPGAplaysanincr

7、easinglyimportantroleinthefieldofdigitalsignalprocessing．FPGAhasbeenwidelyusedinwirelesscommunicationsystem．UsingFPGAtorealizethedigitalintermediatefrequency，cancoordinatethecontradictionbetweenprocessingca