基于FPGA的幅频均衡功率放大器

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1、重庆三峡学院毕业设计（论文）题目基于FPGA的波形识别技术的研究院系应用技术学院专业电子信息工程年级2007级学生姓名张德超学生学号200615190157指导教师谭进怀职称副教授完成毕业设计（论文）时间2010年12月目录1引言11.1课题背景及意义11.2国内外研究现状概述12方案论证22.1设计要求22.2滤波器原理22.3设计方案32.3.1前置放大器的设计32.3.2数字均衡方法比较与选择32.3.3功率放大器42.4方案确定53硬件电路设计53.1前置放大电路53.2带阻网络63.3幅频均衡73.4D类功率放大器10

2、4软件设计114.1开发工具DSPBuilder介绍114.2FIR滤波器的设计134.2.1FIR滤波器的参数确定134.2.2FIR滤波器的模型设计方法134.2.3使用FIRIPCore设计FIR滤波器205系统测试245.1测试仪器245.2测试结果255.2.1V1端测试255.2.2V2端测试255.2.3V3端测试255.2.4Vo端测试255.2.5误差分析266结论26致谢26参考文献28基于FPGA的波形识别技术的研究张德超重庆三峡学院应用技术学院电子信息工程专业07级重庆万州404000摘要：设计并制作一个

3、数字幅频均衡功率放大器。模拟无线系统的信道对信号损失后又通过数字幅频均衡器还原信号的过程。该系统包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路。以数字幅频均衡器作为主要设计对象。该课题的研究具有一定的实用价值。在设计的过程中采用了一些行的数字信号处理技术。关键词：FPGAFIR滤波器DSPBuilderFIRIPCore2010届电子信息工程专业毕业设计（论文）1引言1.1课题背景及意义就无线系统设计而言，失真、干扰及噪声是系统开发者每日都会面临的挑战。数字控制功率放大器通过采用所谓数字自适应预失真的过程，能够克服此类对

4、系统效率的妨碍。此过程令线性响应收发器的设计，就高达15 MHz的多载波应用而言，可在所发射的功率频谱密度上展示出近乎完美的再现精度。数字控制功率放大器除了为宽带放大器线性化而提供数字自适应预失真外，也为模拟调制失真和效率管理用数字软预压缩提供了数字校正。这些手段可以"预处理"数字信号，从而动态地消除多种模拟损害，例如宽带群时延、温度与包络记忆相关性、以及AM-AM (幅幅调制)和AM-PM (幅相调制)晶体管体效应；此类损害可造成信道内失真和邻信道干扰。长期以来，信号处理技术一直用于转换、产生模拟或数字信号，其中最为频繁应用的

5、领域就是信号的滤波。数字滤波是语音、图像处理、模式识别和谱分析等应用中的一个基本处理部件，它可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，避免模拟滤波器无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。本课题旨在模拟一个音频信号在无线系统中传输的过程。信号在传输的过程中将受到信道的干扰，产生幅频特性失真。然后借助数字信号滤波技术，通过数字均衡恢复出原信号。框图如下：图1-1系统框图音频信号从Vi输入，经前置放大器放大后，得到V1。假定V1为发射端向信道发射的信号，经过带阻网络模拟的信道，便得到了在无线传输中受到干扰，频谱失真的信号V2。V2

6、通过数字均衡器还原出与Vi频谱相同的信号V3。最终将V3进行功率放大，则一个完整的无线网络被模拟完成。1.2国内外研究现状概述数字信号处理理论与技术的发展，主要是由于电子计算机与大规模集成电路的大量生产和广泛应用，替代了原来的模拟信号处理中的线性滤波和频谱分析所应用的模拟计算机和分离元件L、C、R线性网络，高度发挥了计算技术和数字技术相结合的特色和优越性。特别是微处理器和微型计算机技术日新月异的发展，将更有利于电子仪器与电子技术应用系统朝着数字化、小型化、自动化以及多功能化等方向发展，促使他们成为富有智能化的电子系统。现在，包括

7、数字滤波在内的数字信号处理技术正以惊人的速度向纵深和高级的方向发展，据估计这种趋势还要持续一个较长的时期，未来的发展可能会比过去的进程更为激动人心，必将引起某些领域的飞跃性转折。第27页共32页2010届电子信息工程专业毕业设计（论文）2方案论证2.1设计要求本课题2.1.1前置放大电路要求：a.小信号电压放大倍数不小于400倍。b.-1dB通频带为20Hz～20kHz。c.输出电阻为600W。2.1.2带阻网络要求：制作带阻网络对前置放大电路输出信号v1进行滤波，以10kHz时输出信号v2电压幅度为基准，要求最大衰减≥10dB

8、。2.1.3数字均衡器要求：应用数字信号处理技术，制作数字幅频均衡电路，对带阻网络输出的20Hz～20kHz信号进行幅频均衡。要求：经过数字幅频均衡处理后，以10kHz时输出信号v3电压幅度为基准，通频带20Hz～20kHz内的电压幅度波动在±1.5dB以内。2