fpga在数字式频分多路副载波解调器中的应用

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1、FPGA在数字式频分多路副载波解调器中的应用

2、第1摘要：提出了一种基于FPGA的数字式频分多路遥测系统副载波解调器的设计方案。详细论述了如何利用FPGA的特点来解决多路调频信号的解调问题。这种解调器容易和计算机相结合形成数字式FM-FM遥测数据处理系统，以适应现代遥测技术的发展需要。随着大规模集成电路技术和微型计算机技术的飞速发展，计算机化已经成为遥测技术发展的方向和特征。传统的模拟式频分多路遥测系统已越来越无法适应现代遥测技术的发展。因为它具以下致命的缺点：（1）解调输出的模拟信号无法直接供计算机处理和

3、分析；（2）系统参数一旦设定，就无法改变，系统灵活性差。为了克服以上缺点，有必要对模拟式频分多路遥测系统进行根本性的变革，研制新型的数字式频分多路副载波解调器。幸运的是，数字信号处理技术和大规模集成电路技术的迅猛发展，为我们设计数字式频分多路副载波解调器提供了新思路和新方法。近几年来，现场可编程门阵列（FPGA）因其具有集成度高、处理速度快以及执行效率高等优点[1]，在数字系统的设计中得到了广泛应用。本文所提及的数字式频分多路副载波解调器就是利用FPGA技术来实现的。1　　FPGA在数字式频分多路副载波解

4、调器中的应用

5、第1摘要：提出了一种基于FPGA的数字式频分多路遥测系统副载波解调器的设计方案。详细论述了如何利用FPGA的特点来解决多路调频信号的解调问题。这种解调器容易和计算机相结合形成数字式FM-FM遥测数据处理系统，以适应现代遥测技术的发展需要。随着大规模集成电路技术和微型计算机技术的飞速发展，计算机化已经成为遥测技术发展的方向和特征。传统的模拟式频分多路遥测系统已越来越无法适应现代遥测技术的发展。因为它具以下致命的缺点：（1）解调输出的模拟信号无法直接供计算机处理和分析；（2）系统参数一旦设定，就

6、无法改变，系统灵活性差。为了克服以上缺点，有必要对模拟式频分多路遥测系统进行根本性的变革，研制新型的数字式频分多路副载波解调器。幸运的是，数字信号处理技术和大规模集成电路技术的迅猛发展，为我们设计数字式频分多路副载波解调器提供了新思路和新方法。近几年来，现场可编程门阵列（FPGA）因其具有集成度高、处理速度快以及执行效率高等优点[1]，在数字系统的设计中得到了广泛应用。本文所提及的数字式频分多路副载波解调器就是利用FPGA技术来实现的。1总体设计方案设计的数字式频分多路遥测系统副载波解调器是ITIG-CB

7、axim公司的MX7545。而数字解调器选用了Altera公司的FLEX10K系列器件。利用MAX+plusⅡ进行硬件仿真时，单路数字解调器共需三块FLEX10K50，且其利用率可达75%以上。若重复采用相同的方法进行多路信号的解调，必须会使硬件资源成倍增加。显然，这是不经济和不可行的。因此，如何在不增加或少增加系统硬件规模的前提下，完成对多路信号的解调，则成为设计过程中要着重解决的关键问题。2关键技术为了在尽可能节省系统资源的前提下，完成多路信号的解调任务，采用了时分复用的方法。利用FPGA实现数字式解

8、调器，具备了时分复用的条件。一方面，采用的FPGA其处理数据的速度可达100MSPS，而本系统采样率为2.56MHz，即要求处理速度为2.56MSPS，所以从理论上说，500)this.style.ouseg(this)">利用它同时处理30路以上的信号是有可能的。考虑到实际系统不可能工作在最大处理速度下，假定只能达到最大速度的1/3，则采用时分复用后，至少也能同时处理10路以上的信号。另一方面，由于每一路分路滤波器（包括同相支路和正交支路）都采用64阶FIR低通滤波器，其带宽、过渡带带宽和阻带衰减完全相

9、同，也就是说冲激响应完全相同，所以构成FIR滤波器的矢量乘法器可以重复利用。每一路输出低通滤波器也都具有相同的电路结构。在原理上，它与分路滤器完全相同，因此这里只以分路滤波器为例进行讨论。FIR滤波器主要由移位寄存器、相加器及矢量乘法器构成[2]，其中矢量乘法在FIR滤波器中占用了大部分硬件资源。因此，节省矢量乘法器，便可以节省系统资源。由此可见，时分复用的实质是指矢量乘法器的时分复用。下面以实例说时分复用的实现方法。为讨论方便，假定FIR滤波器的阶数为8阶，时分复用的路数k=2。设FIR滤波器的冲源响应

10、为h（n），第一路输入信号为x1(n)，第二路输入信号为x2(n)，滤波器的作频率为2倍输入数据率。两路信号经复合器形成组合信号，其时序如图3所示。由图3可以看出，复合器输出的组合信号实际上是将第一路信号和第二路信号进行了交织，在奇数时刻出现的为第一路信号，500)this.style.ouseg(this)">在偶数时刻出现的为第二路信号。为使同一路信号同时从移位相加器中输出到矢量乘法器，必须保证在奇数时刻移位相加器输出的信