本文对16QAM基带Modem的FPGA芯片设计进行了研究与论述.首先介绍了16QAM调制的原理和16QAM基带Modem的FPGA芯片总体设计,以及一些FPGA设计的基本原则.接着介绍了高性能滤波器的FPGA设计方法,并采用多相结构滤波器和分布式算法(DA)设计了发送端平方根升余弦滚降滤波器.然后介绍了自适应盲均衡器的设计,该均衡器是一个复数结构的横向滤波器,采用复用抽头的结构来节省资源,本文对自适应均衡器的核心运算单元-采用booth编码算法设计的高性能乘累加(MAC)运算单元进行了详细描述.接下来介绍了载波恢复环路的FPGA设计,这是一个数字二阶锁相环,本文推导了数字二阶锁相环和模拟二阶锁相环的对应关系.DD相位检测算法中的反正切函数tan
上传时间: 2013-04-24
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本文首先在介绍多用户检测技术的原理以及系统模型的基础上,对比分析了几种多用户检测算法的性能,给出了算法选择的依据。为了同时克服多址干扰和多径干扰,给出了融合多用户检测与分集合并技术的接收机结构。 接着,针对WCDMA反向链路信道结构,介绍了扩频使用的OVSF码和扰码,分析了扰码的延时自相关特性和互相关特性,指出了存在多址干扰和多径干扰的根源。在此基础上,给出了解相关检测器的数学公式推导和结构框图,并仿真研究了用户数、扩频比、信道估计精度等参数对系统性能的影响。 常规的干扰抵消是基于chip级上的抵消,需要对用户信号重构,因此具有较高的复杂度。在解相关检测器的基础上,衍生出符号级上的干扰抵消。通过仿真,给出了算法中涉及的干扰抑制控制权值、干扰抵消级数等参数的最佳取值,并进行了算法性能比较。仿真结果验证了该算法的有效性。 最后,介绍了WCDMA系统移动台解复用技术的硬件实现,在FPGA平台上分别实现了与基站和安捷伦8960仪表的互联互通。
上传时间: 2013-07-29
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FPGA器件在通信、消费类电子等领域应用越来越广泛,随着FPGA规模的增大、功能的加强对时钟的要求也越来越高。在FPGA中嵌入时钟发生器对解决该问题是一个不错的选择。本论文首先,描述并分析了电荷泵锁相环时钟发生器的体系结构、组成单元及各单元的非理想特性;然后讨论并分析了电荷泵锁相环的小信号特性和瞬态特性;并给出了电荷泵锁相环器件参数的计算表达式。其次,研究了环形振荡器和锁相环的相位噪声特性。由于噪声性能是时钟发生器设计中的关键指标,本工作对此进行了较为详细的分析。相位噪声和抖动是衡量时钟信号的两个主要指标。文中从理论上推导了一阶锁相环的噪声特性,并建立了由噪声分析抖动和由抖动分析噪声的解析表达式关系,并讨论了环路低噪声设计的基本原则。在前面讨论和分析的基础上,利用Hynix0.35umCMOS工艺设计了200MHz电荷泵锁相环时钟发生器,并进行了仿真。设计中环形振荡器的延迟单元采用replica偏置结构,把延迟单元输出摆幅限定在确定范围,尾电流源采用cascode结构,增强电路对电源和衬底噪声的抑制作用。通过增加限流管,改善电荷泵中的开关的非理想特性。
上传时间: 2013-04-24
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自90年代以来,LED显示屏的设计制造和应用水平得到日益提高,LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏,到图像显示屏,一直到今天的全彩色视频显示屏的发展过程。在此发展过程中,无论在器件的性能(超高亮度LED显示屏及蓝色发光二极管等)和系统组成(计算机化的全动态显示系统)等方面都取得了长足的进步。 LED显示屏相比与其它的平板显示器,有其独特的优越性,比如:可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高且成本低等特点,且随着全彩屏显示技术的日益完善,使得LED显示屏在许多场合得到广泛的应用。 本文详细介绍了利用DVI接口作为视频LED显示屏数据源,利用查表的方法实现伽玛矫正的实现方案和实现4096级灰度的LED视频显示屏控制系统的设计原理。通过对等长时间实现4096级灰度方案的分析,得到此方案在系统速度和显示屏的亮度上存在的局限,提出采用变长时间和消影时间相结合的方案实现4096级灰度的方案及实现,这是在提高硬件成本以获得成本,速度和亮度的折中。在此基础上,提出了用脉冲打散输出的方法改善LED显示屏显示效果,并探讨了低帧频无闪烁LED全彩屏的实现方法;对一些可以提高LED显示屏系统技术的新技术展开讨论,为今后的动态全彩色LED显示屏具体实现打下坚实的理论基础。
上传时间: 2013-04-24
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本文将EDA技术与传统的控制理论相结合,研制了一种全新的基于FPGA技术之上的PID和模糊控制器,并加以优化后应用于FESTO液位控制系统上.该控制器基于PLD组成的系统,很自然地避开CPU的程序跑飞、死循环、复位不可靠等缺点,最大程度的提高设计效率和系统的可靠性;同时相对于传统的硬件控制器而言,它的高集成度所需较少外围电路,降低设计成本,为控制器地实现提供了一种新方案.此外,本文的模糊控制器对传统规则表进行改进,在被控量接近稳态值时规则表部分自适应于具体的期望值,消除了稳态值附近的震荡,大大提高了系统的稳定性.
上传时间: 2013-06-21
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数字滤波作为数字信号处理技术的重要组成部分,广泛应用于诸如信号分离、恢复、整形等多种场合中,本文讨论的FIR滤波器因其具有严格的线性相位特性而得到广泛的应用。在工程实践中,往往要求信号处理具有实时性和灵活性,但目前常用的一些软件或硬件实现方法则难以同时达到两方面的要求。 可编程逻辑器件是一种用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。本课题研究FIR的FPGA解决方案体现电子系统的微型化和单片化,主要完成的工作如下: (1)以FIR滤波器的基本理论为依据,研究适应工程实际的数字滤波器的设计方法: (2)对分布式算法进行了较为深入的研究。在阐述算法原理的基础上,分析了利用FPGA特有的查找表结构完成这一运算的方法,从而解决了常系数乘法运算硬件实现的问题; (3)以—FIR低通滤波器为例说明FIR数字滤波器的具体实现方法,采用层次化、模块化、参数化的设计思想,完成对整个FIR滤波器的功能模块的划分,以及各个功能模块的具体设计; (4)设计参数可调的FIR低通滤波器的硬件电路:以EPFlK50TCl44-l为核心,包括A/D转换电路、D/A转换电路以及在系统配置电路等。以话音作为输入信号,进行了实际滤波效果的测试。 实验系统的测试结果表明,和传统的数字滤波器相比较具有更好的实时性、准确性、灵活性和实用性。
上传时间: 2013-07-19
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随着空间科学任务的增加,需要处理的空间科学数据量激增,要求建立一个高速的空间数据连接网络.高速复接器作为空间飞行器星上网络的关键设备,其性能对整个空间数据网络的性能起着重要影响.该文阐述了利用先入先出存储器FIFO进行异步速率调整,应用VHDL语言和可编程门阵列FPGA技术,对多个信号源数据进行数据打包、信道选通调度和多路复接的方法.设计中,用VHDL语言对高速复接器进行行为级建模,为了验证这个模型,首先使用软件进行仿真,通过编写testbench程序模拟FIFO的动作特点,对程序输入信号进行仿真,在软件逻辑仿真取得预期结果后,继续设计硬件电路,设计出的实际电路实现了将来自两个不同速率的信源数据(1394总线数据和1553B总线数据)复接成一路符合CCSDS协议的位流业务数据.在实验调试中对FPGA的输出数据进行检验,同时对设计方法进行验证.验证结果完全符合设计目标.应用硬件可编程逻辑芯片FPGA设计高速复接器,大幅度提高了数据的复接速率,可应用于未来的星载高速数据系统中,能够完成在轨系统的数据复接任务.
上传时间: 2013-07-17
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随着现代雷达技术的不断发展,电子侦察设备面临电磁环境日益复杂多变,发展宽带化、数字化、多功能、软件化的电子侦察设备已是一项重要的任务.然而,目前的宽带A/D与后续DSP之间的工作速率总有一到两个数量级的差别,二者之间的瓶颈成为电子侦察系统数字化的最大障碍.通信领域软件无线电的成功应用为电子侦察系统的发展提供了一种理想模式.另一方面,微电子技术的快速发展,以及FPGA的广泛应用,在很大程度上影响了数字电路的设计与开发.这也为解决高速A/D与DSP处理能力之间的矛盾提供了一种有效的解决方法.为了解决宽带A/D与后续DSP之间的瓶颈问题,本文给出了一种基于多相滤波的宽带数字下变频结构,并从软件无线电原理出发,从理论推导和计算机仿真两方面对该结构进行了验证,并进一步给出该结构改进方案以及改进的多相滤波数字下变频结构的硬件实现方法.本文将多相滤波下变频的并行结构应用到数字下变频电路中,并在后继的混频模块中也采用并行混频的方式来实现,不仅在一定程度上解决了二者之间的瓶颈问题,同时也大大提高了实时处理速度.经过多相滤波下变频处理后的数据,在速率和数据量上都有大幅减少,达到了现有通用DSP器件处理能力的要求.另外,本人还用FPGA设计了实验电路,利用微机串口,与实验目标板进行控制和数据交换.利用FPGA的在线编程特性,可以方便灵活的对各种实现方法加以验证和比较.
上传时间: 2013-04-24
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本文主要介绍了基于FPGA的无线信道盲均衡器的设计与实现,在算法上选择了比较成熟的DDLMS和CMA相结合的算法,结构上采用四路正交FIR滤波器模型.在设计的过程中我们采取了用MATLAB进行算法仿真,VerilogHDL语言进行FPGA设计的策略.在硬件描述语言的设计流程中,信道盲均衡器运用了Top-Down的模块化设计方法,大大缩短了设计周期,提高了系统的稳定性和可扩展性.测试结果表明均衡器所有的性能指标均达到预定目标,且工作性能良好,均衡效果较为理想,能够满足指标要求.本课题所设计和实现的信道盲均衡器,为FPGA芯片设计技术做了有益的探索性尝试,对今后无线通信系统中的单芯片可编程系统(SOPC)的设计运用有着积极的借鉴意义.
上传时间: 2013-05-28
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本文首先介绍了直接数字频率合成技术(DDS)的基本原理、体系结构及工作过程,然后针对其关键部分进行了优化,即采用函数近似法对存储表结构(LUT)进行了优化,使存贮位数大大缩小,并提出了一种杂散抑制技术的运用,即相位抖动技术。在对直接数字频率合成(DDS)方法产生的信号进行理论分析的过程中,用matlab进行编程仿真作出了详细的频谱分析验证。本文详细的介绍了本次设计的具体实现过程和方法,将现场可编程逻辑器件(FPGA)和 DDS技术相结合,具体的体现了基于VHDL语言的灵活设计和修改方式是对传统频率合成实现方法的一次重要改进。文章最后给出了实现代码、仿真结果,经过验证,本设计能够达到其预期性能指标。
上传时间: 2013-04-24
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