基於FPGA的數字下變頻器的設計

2022-10-14 02:39:04 字數 741 閱讀 8631

作者:周軍曉王明遠

**:《矽谷》2023年第13期

摘要數字下變頻系統為實現數字訊號處理器件處理低速資料的效能,提供了降低數模轉換器的資料流的速率的功效,是軟體無線電接收機中關鍵的一部分,因此,高效能的數字下變頻器是能夠保證軟體無線電系統的穩定性。本設計重點對數字下變頻的各個模組的實現方法進行深入研究,在一塊fpga晶元上實現數字下變頻系統。

關鍵詞軟體無線電;數字下變頻器;fpga

軟體無線電是在通用的標準化的硬體平台上實現的,是通重載入不同的通訊軟體進而實現各種通訊方式的轉換,形成乙個較好相容性與可程式設計性的軟體無線電台。其體系機構模型圖如圖1所示。

由體系結構圖可以看出,其工作過程是將最初的天線發射的訊號,經過射頻端的處理和變換,由寬頻a/d數位化,在模擬混頻後,將經射頻端處理過後的訊號轉化為中頻訊號,最後經數字訊號處理器後,得到我們所需的高速中頻數碼訊號。數碼訊號頻率合成、寬頻數字的濾波、數碼訊號下變頻和調製解調的各個功能則用軟體程式設計來予於實現。

軟體無線電的頻率段在最低0.1 mhz,最高2 ghz之間,依據奈奎斯特帶通訊號抽樣定理和低通訊號抽樣定理,下一級的數字訊號處理器的處理速度、數碼訊號和模擬訊號的轉換速率及其工作範圍必須要在規定指標以內。

軟體無線電是將射頻模擬訊號數位化,經過模擬下變頻轉化為模擬中頻訊號,經中頻把訊號轉化為數字中頻訊號,最終得到我們所需的低速的基帶訊號。當然,得到上述所需的基帶訊號之前須經變頻器的變頻、抽取及低通的濾波等一系列的處理。最後,數字訊號處理器對所得的基帶訊號進行解調、解碼、抗衰落、抗干擾及均衡的處理。

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