基于FPGA的DDC在频谱仪中的设计.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
基于FPGA的DDC在频谱仪中的设计
姓名:张锡权
申请学位级别:硕士
专业:电子与通信工程
指导教师:李玉柏;董万明
20090501
摘要
摘要
软件无线电思想的出现带来了接收机实现方式的革新。随着近年来软件无线电
理论和应用趋于成熟与完善,软件无线电技术已经被越来越广泛地应用于无线通
信系统和电子测量测试仪器中。数字下变频技术作为软件无线电的核心技术之一,
在频谱分析仪中也得到了越来越普遍的应用。
本人参与的手持式频谱分析仪项目采用的是中频数字化实现方式,可满足轻
巧,可重配置和低功耗的需求。数字化中频的关键部件数字下变频器捎玫
是公司的飧銎骷透咝阅蹻餐槌墒殖制灯滓堑氖
信号处理前端。这个数字前端就手持频谱分析仪来说存在一定的局限性,
的信号处理带宽单通道为个通道级联为緕,未能满足谱仪分析带宽
日益增加的需求;系统集成度不高,墓δ芤J羌傻紽山徊
提高系统集成度,降低物料成本和系统功耗。基于以上两个方面的考虑,现正以
手持频谱分析仪项目为依托,基于狣系列实现高速高处
理带宽的
本论文首先描述了数字下变频基本理论和结构,对完成各级数字信号处理所涉
及的数字正交变换、算法、⒍嘞嗦瞬ǖ裙丶惴ㄗ隽耸实苯樯埽
然后介绍了当前主流的数字信号处理特性和其内部的试础=幼畔晗该
述了数控振荡器⒏词只炱灯鱉、禖滤波器、禜瞬ㄆ骱
卓杀喑蘁的设计和实现,并对各个模块的不同实现方式作了对比和仿真测
试数据作了分析。最后介绍了所设计谑殖制灯追治鲆侵械闹饕Sτ谩
关键词:数字下变频,,频谱分析仪,积分梳状滤波,半带滤波,多相滤波
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签名:摊导师签名:签名:丞够驭日飙吖年,月独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁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、汇编学位论文。日期:年月日
第一章引言数字下变频技术在数字下变频领域的应用软件无线电的核心思想是对天线感应的射频模拟信号尽可能的数字化,将其变换为适合骷蚣扑慊淼氖萘鳎缓笸ü砑赐瓿筛髦止δ堋现阶段,由于受各种关键器件,特别是受模数变换器裳俾省⒐ぷ带宽和通用数字信号处理器硭俣鹊南拗疲种衅等砑尴叩缯晌理想软件无线电的一种经济、适用的折中选择。在目前大多数软件无线电接收机中,一般先经模拟下变频至适当中频,然后在中频用只笫涑龈咚偈中频信号,再经数字下变频器淦怠⒊槿『偷屯滤波之后变为低速的基带信号,最后将基带信号送给通用骷骱笮慕獾鳌解码、抗干扰、抗衰落、自适应均衡等处理。这样大大降低了对虳器件性能的要求,便于实现和降低成本。数字下变频器在这里起到前端秃蠖通用骷涞那帕鹤饔谩R虼耍窒卤淦导际醭晌H砑尴叩缃邮栈核心技术之一,通用数字下变频器也被越来越广泛的应用到各种无线通信设备和测试测量仪器,以及电子对抗、雷达和信息化家电等领域。近年来现场可编程门阵列器件和谛酒呒婺:痛硭俣鹊方面的迅速提高,用硬件编程或软件编程方式实现软件无线电技术在理论和实用化上都趋于成熟和完善。软件无线电技术只需通过软件上的更新就能够选择不同的业务或调制方式、追加和修改功能,具有传统硬件方式所无法比拟的灵活性、开放性和可扩展性。因此,软件无线电技术已经被越来越广泛地应用于蜂窝通信及各种军用和民用的无线系统中。:高度的并行性:能实现高性能数字信号处理是因为它具