基于FPGA的數(shù)字中頻接收機(jī)的研究的中期報(bào)告

基于FPGA的數(shù)字中頻接收機(jī)的研究的中期報(bào)告中期報(bào)告：一、前言數(shù)字中頻接收機(jī)對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。FPGA作為一種可編程的硬件平臺(tái)，具有高度靈活性和可重構(gòu)性，被廣泛應(yīng)用于數(shù)字中頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文旨在研究基于FPGA的數(shù)字中頻接收機(jī)，使其實(shí)現(xiàn)高性能、高穩(wěn)定性、低功耗的數(shù)據(jù)接收與處理功能。二、設(shè)計(jì)思路數(shù)字中頻接收機(jī)的基本原理是將接收到的高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)頻率轉(zhuǎn)換后得到中頻信號(hào)，將其數(shù)字化后進(jìn)行信號(hào)處理。因此，數(shù)字中頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)流程可分為信號(hào)接收、中頻轉(zhuǎn)換、AD轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)處理等幾個(gè)模塊。1.信號(hào)接收模塊信號(hào)接收模塊負(fù)責(zé)將外界的電磁信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等處理后，送入中頻轉(zhuǎn)換模塊。由于FPGA的輸入輸出電平約為3.3V，因此需要增加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換器。2.中頻轉(zhuǎn)換模塊中頻轉(zhuǎn)換模塊將接收到的高頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)局部振蕩器進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，得到目標(biāo)頻率的中頻信號(hào)。由于中頻信號(hào)的帶寬通常較窄，因此在中頻轉(zhuǎn)換前需要進(jìn)行濾波。3.AD轉(zhuǎn)換模塊AD轉(zhuǎn)換模塊將中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字化的信號(hào)。由于FPGA內(nèi)部集成了ADC模塊，因此AD的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)FPGA內(nèi)部模塊直接實(shí)現(xiàn)。4.數(shù)字信號(hào)處理模塊數(shù)字信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，如濾波、解調(diào)等，最終得到需要的數(shù)據(jù)信號(hào)。三、設(shè)計(jì)方案基于以上思路，本文設(shè)計(jì)方案如下：1.信號(hào)接收模塊信號(hào)接收模塊采用低噪聲放大器對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)加入低通濾波器降低噪聲。由于FPGA的輸入輸出電平為3.3V，因此增加一個(gè)電平轉(zhuǎn)換器，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為3.3V以內(nèi)的電平。2.中頻轉(zhuǎn)換模塊中頻轉(zhuǎn)換模塊采用射頻變頻器進(jìn)行中頻轉(zhuǎn)換，同時(shí)加入帶通濾波器去除帶外干擾。3.AD轉(zhuǎn)換模塊AD轉(zhuǎn)換模塊采用FPGA內(nèi)部的ADC模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換精度為12位，采樣率為50MHz。4.數(shù)字信號(hào)處理模塊數(shù)字信號(hào)處理模塊采用FPGA內(nèi)部開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的濾波、解調(diào)等功能，得到需要的數(shù)據(jù)信號(hào)。四、設(shè)計(jì)結(jié)果與分析本文采用FPGA進(jìn)行數(shù)字中頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)測(cè)試表明，該方案具有較好的性能和穩(wěn)定性。信號(hào)接收模塊能夠有效地抑制噪聲，減少干擾；中頻轉(zhuǎn)換模塊能夠精確地進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，得到所需的中頻信號(hào)；AD轉(zhuǎn)換模塊能夠?qū)崿F(xiàn)較高的轉(zhuǎn)換精度和采樣率；數(shù)字信號(hào)處理模塊能夠?qū)?shù)字化信號(hào)進(jìn)行有效的濾波和解調(diào)，從而得到需要的數(shù)據(jù)信號(hào)。五、總結(jié)與展望本文采用FPGA進(jìn)行數(shù)字中頻接收機(jī)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高性能、高穩(wěn)定性、低功耗的數(shù)據(jù)接收與處理功能。但是，仍有需要改進(jìn)的地方，如增加算法的優(yōu)化、采用