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基于FPGA的数字中频卡的设计与实现

更新时间：2020-03-27 02:59:25 大小：10M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：fpga 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

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。

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