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基于中频数字化平台的检波预处理研究及实现

作　者: 陈阿琴
导　师: 田书林
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 检波处理数字正交解调积分梳状滤波器多速率信号处理
分类号: TN763.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

自从1992年软件无线电被提出以来,在最近几年取得了引人注目的进展,引起了人们的广泛关注和巨大兴趣。软件无线电的基本思想是使ADC尽可能靠近射频天线。然而受到实际器件发展水平的限制,目前对射频信号直接采样还有一定难度。当前较为通用的做法是在中频将模拟信号数字化,经数字下变频后在基带完成各种数字信号处理。本设计基于一种中频数字化采集平台,主要研究其中信号预处理部分,分析数字化后的中频调制脉冲信号的包络检波,通过数字变频算法改变中频信号的采样率,保证后续电路的实时处理。该采集平台具有高速高精度数字化功能、内置数字信号处理算法、以及软硬件可重构等特点。文中首先讨论了中频检波方案中的数字正交解调方案,分析了该方案在应用中出现的处理速度低,资源占用率大的问题。鉴于这些局限性,本设计实际采用了另一种新的无需乘法的包络检波方案——绝对值法检波。在分析绝对值法检波器的数字下变频原理的基础上,给出了仿真波形图,重点讨论该检波方案中CIC (Cascaded Integrator-Comb,积分梳状滤波器)抽取滤波器,研究CIC滤波器阶数和级数对滤波性能的影响,然后设计了一个基于绝对值法检波器系统,其中CIC滤波器的阶数为8,级数为5。该系统在输入最大数据率250MSa/s情况下,最大混叠误差为-100dB时,能处理的最大信号带宽为3.125MHz,通带最大衰减为1.62dB;最后采用FPGA实现了该绝对值法检波器,给出了硬件仿真波形,验证了方案的可行性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-14
  1.1 研究的背景与意义  9
  1.2 检波方法概述  9-11
  1.3 中频数字化采集平台的总体设计  11-12
  1.4 本文的设计任务  12-14
第二章中频数字检波方案设计  14-25
  2.1 正交相干解调技术  14-15
  2.2 数字正交相干解调技术  15-18
    2.2.1 基本结构及原理  15-16
    2.2.2 应用特点分析  16-18
  2.3 基于绝对值法检波技术  18-24
    2.3.1 绝对值法检波原理  18-22
    2.3.2 绝对值法检波中滤波器选择  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章绝对值法检波器的设计分析  25-41
  3.1 CIC 滤波器原理  25-29
  3.2 CIC 抽取滤波器设计  29-40
    3.2.1 CIC 抽取滤波器原理  29-32
    3.2.2 CIC 抽取滤波器结构优化  32-36
    3.2.3 CIC 抽取滤波器性能优化  36-40
  3.3 本章小结  40-41
第四章基于FPGA 的绝对值法检波器设计  41-57
  4.1 绝对值法检波器仿真分析  41-46
  4.2 处理增益分析  46-47
  4.3 FPGA 硬件实现方案设计  47-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章硬件仿真与验证  57-62
  5.1 绝对值法检波方案的电路实现  57-60
  5.2 硬件仿真分析  60-61
  5.3 本章小结  61-62
第六章结束语  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士期间取得的成果  66-67

基于中频数字化平台的检波预处理研究及实现

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