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基于FPGA的数字中频接收系统

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    [LV.1]初来乍到

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    发表于 2020-1-3 08:00 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    本帖最后由 Ferrya 于 2020-1-3 09:49 编辑
    " K0 n  r2 t' ~1 `' s( u4 p% Y6 ?3 m1 r: _3 s. N
    基于FPGA的数字中频接收系统
      t) g1 Z0 @2 H
    1引言' r2 p3 e/ ^; f2 ~/ K
    软件无线电技术是现代无线电技术领域的一次革命,它不仅是军事研究的课题,而且已成为当前新一代无线通信系统的关键技术。软件无线电的核心思想是构造一个具有开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,将各种功能,如工作频段、调制解调类型、数据格式、加密模式、通信协议等用软件来完成,并使宽带A.D转换器尽可能靠近天线,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统0。软件无线电技术极大地促进了数字中频接收技术的发展。数字中频接收系统采用宽带中频结构,对信号在中频进行宽带/ e- P' N: ?/ r: ~# |( c
    数字化处理,不仅在一定程度上简化了接收机前端电路设计,而且配以后续的数字化处理,具有更好的波形适应性、信号带宽适应性及可扩展性,是近期最为可行的一种设计方案。
    - K- G6 G: @$ F9 `) o2数字中频接收系统2 ^: H2 u- }. M
    数字中频接收系统的框图如图1所示。
    ! c  q* _6 m% I; k2 O4 } 6 k# h- a* T4 s: Z8 N! U8 y- I
    数字中频接收系统是由高速ADC模块、数字下变频及抽取滤波处理模块,以及专用数字信号处理(DSP) 模块组成。输入的模拟中频信号先经过高速ADC模块,在中频进行带通采样数字化,然后进行数字下变频,将感兴趣的信号转换至基带,同时做抽样率转换及滤波处理,之后由后续的专用数字信号处理器(DSP) 进行基带信号处理。中频采样由高速ADC来完成,由于中频数字接收系统是对信号在中频进行数字化,因此,选用带通欠采样(相对于 载波信号)的方法,用相对较低的采样速率来反映信号的特性,不仅可以大大降低采样速率,同时还可以完成频谱下搬移的过程,在很大程度上减少了后面DSP芯片信号处理的负担。2 Q* n4 b- L) O" i

    - o1 e. l! A9 J" w) f/ J' L" \7 k
    : n8 L, r* r3 ?/ ~0 bAD采样之后的数字信号速率非常高,要从这些高速信号中得到有用的基带信号,需要有效地对其进行数字下变频、抽取、滤波等处理,这些功能可采用现场可编程门阵列(FPGA)来实现。FPGA 具有较高的处理速度和较高的稳定性,同时又具有设计灵活、易于修改和维护的优点,可以适应不同的系统要求,采用灵活的结构满足不同的需要,提高了系统的适用性及可扩展性。6 `" U: D% L& m3 a% N# y

    & s6 v1 f# L, h专用数字信号处理器(DSP) 主要是通过软件来实现数字基带信号处理,以及比特流控制、编码解码等高速的数据交换和处理功能。DSP的运算速度和精度决定着系统的数据处理能力,同时也对整个系统的性能和结构产生重要的影响。( m0 r* n4 ^7 B3 y2 n

    : X/ Q9 U8 p5 \# v. P" f# N/ @在本文所设计的中频数字化接收系统中,输入信号为中频70MHz,带宽2MHz, AD转换器采用AD公司的AD6645,采样精度14位,采样频率60MHz, 数字下变频模块将其转换为正交数字基带信号,并实现10倍抽取,输出的6MHz速率数据送入专用数字信号处理器进行基带数字信号处理。完整资料见附件:) D+ N# n/ O0 o' C1 l, N

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    发表于 2020-1-17 16:34 | 只看该作者
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    发表于 2020-1-18 14:54 | 只看该作者
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