正交相干检波方法及FPGA的实现
OFDM调制解调及FPGA实现
OFDM(正交频分复用)是一种高效的多载波调制技术，其最大的特点是传输速率高，具有很强的抗码间干扰和信道选择性衰落能力。
OFDM最初用于高速MODEM、数字移动通信和无线调频信道上的宽带数据传输，随着IEEE802.11a协议、BRAN(Broadband Radio Access Network）和多媒体的发展，数字音频广播（DAB）、地面数字视频广播(（DVB-T）和高清晰度电视（（HDTV）都应用了OFDM 技术.OFDM利用离散傅立叶反变换/离散傅立叶变换（IDFT/DFT)代替多载波调制和解调，调制解调的核心是快速傅立叶运算单元，在进行蝴蝶运算时，不可避免的要进行大量的乘法运算。
由于FPGA具有强大的并行处理和计算能力,以及丰富的存储资源和逻辑运算资源,因此在FPGA器件上实现OFDM调制解调结构，具有很好的通用性和灵活性。
OFDM与系统框图OFDM的多个载波相互正交，一个信号内包含整数个载波周期，每个载波的频点和相邻载波零点重叠，这种载波间的部分重叠提高了频带利用率.OFDM每个子信道的频谱均为sinx/x形，各子信道频谱相互交叠，但在每个子信道载频的位置来自其他子信道的干扰为零，如图1所示。
OFDM系统如图2所示，OFDM系统的调制和解调分别由IFFT和FFT完成。
首先将串行输入数据d0，d1。
，d(N—1)变换成并行数据，接下来进行编码和星座图映射，得到频域数据。
经过IFFT后相当于调制到正交的N个f0，f1，。
，fN-1子载波,完成正交频分复用.接下来加入循环前缀，进行并/串转换,数/模转换，再调制到高频载波上发送。
如果是基带传输，则不需要进行载波调制。
在接收端进行相反的操作,使用N个相同的子载波进行N路解调，再将这N路解调信号并串输出，复现发送的原始信号。
经过FFT变换后的数据相当于将时域数据再转换成频域数据，即完成了OFDM信号的解调。
OFDM调制原理虽然是用N个正交的载波分别调制N路子信道码元序列,但实际中很难独立产生N个正交的载波。
3G系统中AGC的FPGA设计实现
3G系统中AGC的FPGA设计实现王芙蓉;王雪松;陈印峰【摘要】详细介绍了数字AGC的基本原理,3G接收机需要采用AGC电路处理输入的无线信号,从而给无线环路中的可变增益放大器或数控衰减器提供外部控制信号,使得无线链路输出基本恒定且与输入信号电平无关的信号给基带部分处理,同时在很宽的范围内保持线性.RF输入电压经IF放大后,检波器检测出该电压的包络.该包络电压经AGC处理后,产生增益可变器件的控制电压,从而减小IF的输入和增益.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)008【总页数】3页(P168-169,172)【关键词】TD_SCDMA;AGC自动增益控制;3G;RF【作者】王芙蓉;王雪松;陈印峰【作者单位】华中科技大学,湖北,武汉,430074;华中科技大学,湖北,武汉,430074;华中科技大学,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN929.51 引言大多数接收机必须处理动态范围很大的信号，这需要进行增益调整，以防止过载或某级产生互调，调整解调器的工作以优化工作。
在现代无线电接收装置中。
可变增益放大器是电控的，并且当接收机中使用衰减器时，他们通常都是由可变电压控制的连续衰减器。
控制应该是平滑的并且与输入的信号能量通常成对数关系(线性分贝)。
在大多数情况下，由于衰落，AGC通常用来测量输入解调器的信号电平，并且通过反馈控制电路把信号电平控制在要求的范围内。
2 系统总体设计在本设计中，前端TD_SCDMA的射频信号RF输入后，经过MAX2392零中频下变频解调后进行增益处理。
VGA输出的信号经过ADC变换后就成为数字中频信号，经RSP(接收信号处理器)处理输出为IF数字信号。
IF信号可以经过AGC控制算法处理后控制VGA的增益。
AGC增益控制算法在数字部分来实现，在本设计中，AGC电路可以有效提高链路的动态范围(+25 ～-105 dBm)，提高ADC输出的SNR,以使DSP能更容易地实现DwPTS同步。
正交鉴频器实验报告
正交鉴相鉴频器实验报告一. 设计方案:1. 实验原理：先将调频波经过一个移相网络变换成调相调频波，然后再与原调频波一起加到一个相位检波器进行鉴频。
利用模拟乘法器的相乘原理可以实现乘积型相位检波: 输入信号()cos(sin )s sm c f v t V t m t ω=+Ω移相后的信号为:'''()cos{sin [()]}2sin[sin ()]s sm c f sm c f v t V t m t V t m t πωϕωωϕω=+Ω++=+Ω+得到的输出信号''1()KV sin[2(sin )()]21 V sin ()2o sm sm c F sm sm v t V t m t K V ωϕωϕω=+Ω++其中第一项为高频分量,可以用滤波器滤掉，第二项是所需的频率分量。
只要线性移相网络的相频特性()ϕω在调频波的频率变化范围内是线性的，当()0.4rad ϕω≤时，sin ()()ϕωϕω≈。
因此，鉴频器的输出电压()o v t 的变化规律与调频波瞬时频率的变化规律相同，从而实现了相位鉴频。
2. 各部分电路具体实现：鉴相鉴频器主要由三部分组成：移相网络，模拟相乘器和低频放大器。
具体电路实现如下： (1) 移相网络：v D (t)用LC 谐振回路实现移相网络，使输入信号移相90°。
谐振回路的谐振频率为中频频率2.455MHz 。
(2) 模拟相乘器用MC1496构成相乘器，使输入的两路正交信号相乘。
1,4管脚和8,10管脚间分别接有电位器R2和R5用来调节输入直流平衡。
电源处C7,C8和L2构成 型滤波网络，R12和C9起级间去耦作用。
(3) 低频放大器:用LM741运放来放大输入调制信号，同时运放还能起到低通滤波以及隔离的作用。
通过调节相应的电阻值可以改变放大的倍数。
在运放的两个输入端2脚和3脚加上两个隔直电容，可以滤去直流分量，以保证运放的工作点正确。
基于FPGA的SSB短波通信系统
link appraisement汤豪杰1 潘欣裕12 何一玉王柳笛1 倪苏平31.苏州科技大学 电子与信息工程学院；2.3.苏州市江海通讯发展实业有限公司国家自然科学基金（61372146）苏州智慧城市研究院开放课题资助项目苏州科技大学科研基金项目（XKQ201515）法的缺陷，本系统选择更加精确和易于硬件实现的维弗法（Weaver）进行，并没有改变信号的带宽的相位，这就避开了网络对调制信号所有频率的要求，易于实际电路的实现，其调制维（2）经低通滤波器后：图1 维弗法SSB信号调制（4）（5）（6），得上边带调制为：（7）令ωc=ω1+ω2，得下边带调制为：综合得：（9）此即为维弗法求得的SSB调制信号。
SSB解调的基本原理本系统利用FPGA内部乘法IP来实现相干解调算法，，解调时引入相干（同频同相）信号即与之相乘，可得式（10）：（10）利用积化和差公式可以得到：再通过低通滤波器将高频信号cos（2ωc±ωm（t）。
其原理框图如图2所示。
调制解调模型构建Simulink系统构建SSB调制流程如图调制信号进行相干解调的流程如图4系统调制模型中，设置基带信号幅值为0.3，偏移量为图4 SSB解调流程图2 相干解调原理框图图3 维弗法SSB调制流程图5 系统整体框图5 V/1 A 单电源供电。
音频信号经过采集后由FPGA进行SSB调制，再由DA输出至功放实现无线电发射。
在接收端，用天线接收无线电信号传至FPGA进行AD采样及SSB相干解调，输出至音频播放。
系统设置基带参数为30Hz~3400Hz，载波频率为2MHz。
其中输入音频信号系统选用了人的语音和电脑播放的音乐音频信号，经小米音箱及扩音器播放可听到较为清晰的调制解调后的信号。
如图9所示，为系统SSB调制信号，图10为SSB解调后的信号。
可见，在有一定噪声干扰的情况下，系统还是可以较好得还原出相应的波形。
系统相关技术指标记录如表1所示。
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现,数字正交,实时处理.
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现，数字正交，实时处理，多相滤波，FPGA0引言传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。
为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。
采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足0 引言传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。
为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。
采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足在高采样率下的信号时实处理要求，在电子战领域中有着重要的意义。
1 数字正交混频变换原理所谓数字正交混频变换实际上就是先对模拟信号x(t)通过A／D采样数宁化后形成数字化序列x(n)，然后与2个正交本振序列cos(ω0n)和sin(ω0n)相乘，再通过数字低通滤波来实现，如图1所示。
为了能够详细地阐述该算法的FPGA实现流程，本文将用一个具体的设计实例，给出2种不同的实现方法(不同的FPGA内部模块结构)，比较其优劣，最后给出结论。
该设计是对输入信号为中频70 MHz，带宽20 MHz的线性调频信号做数字正交混频变换，本振频率为70 MHz(即图1中的2个本振序列分别为cos(2π70Mn)和sin(2π70Mn))，将其中频搬移到0 MHz，分成实部(real)和虚部(imag)2路信号。
然后对该2路信号做低通滤波，最后分别做1／8抽取输出。
fpga波控程序例程
fpga波控程序例程FPGA波控程序例程，即FPGA波形控制程序例程，主要用于实现对FPGA芯片中的外设模块进行波形控制。
在FPGA中，波形控制是指通过编程方式改变外设模块的输出信号波形，以满足特定的应用需求。
FPGA波控程序例程的设计与实现一般包含以下几个步骤：1. 确定波形要求：根据具体的应用需求，确定需要生成的波形特性，包括频率、幅度、周期、占空比等参数。
2. 确定外设模块：选择合适的外设模块来实现波形控制，例如计数器、PWM模块、DAC模块等。
3. 配置FPGA引脚：根据波形控制的需求，配置FPGA芯片的引脚，将外设模块的输入输出信号连接到合适的引脚上。
4. 编写波控程序：使用HDL语言（如Verilog、VHDL）编写波控程序，通过对外设模块的信号进行编程，控制波形输出。
5. 仿真验证：使用仿真工具对波控程序进行验证，检查波形输出是否符合设计要求。
6. 下载到FPGA芯片：将编译后的波控程序下载到FPGA芯片中，实现波形控制功能。
FPGA波控程序例程的编写可以参考以下实例，以Verilog语言为例：verilogmodule waveform_ctrl(input wire clk,input wire reset,output wire wave_out);reg [31:0] counter;reg wave_state;always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begincounter <= 0;wave_state <= 0;end else begincounter <= counter + 1;case (wave_state)0: beginwave_out <= 1'b0; 输出低电平波形if (counter == 10000) begincounter <= 0;wave_state <= 1;endend1: beginwave_out <= 1'b1; 输出高电平波形if (counter == 5000) begincounter <= 0;wave_state <= 0;endenddefault: beginwave_out <= 1'b0;endendcaseendendendmodule以上是一个简单的波控程序例程，通过计数器和状态机实现了一个周期为15,000个时钟周期的输出波形控制。
相敏检波电路工作原理
相敏检波电路工作原理
相干检波器是一种广泛应用于通信和雷达系统中的电路。
它的工作原理是基于两个相干的信号之间存在固定的相位关系。
具体来说，相干检波器利用了输入信号的幅度和相位信息。
输入信号通常由一个本地振荡器和一个射频信号混合而成。
这个混合过程产生了一个高频信号，其频率等于本地振荡器的频率加上射频信号的频率。
此时，射频信号的相位信息已被转移到了高频信号上。
接下来，高频信号经过一个相移器，该相移器通过改变信号的相位，使其与参考信号保持大致相位一致。
然后，这个相位一致的高频信号经过一个乘法器，与参考信号相乘。
乘法器的作用是将高频信号与参考信号相乘得到一个新的信号。
由于参考信号是一个固定的信号，这个乘法操作相当于从高频信号中提取出参考信号对应的分量。
最后，通过一个低通滤波器，滤除乘法器输出的高频成分，得到一个包含参考信号的低频输出信号。
这个低频输出信号可以被进一步处理，例如用于测量信号的幅度或提取信号的调制信息。
总结起来，相干检波器通过将输入信号与一个相位一致的参考信号相乘，从中提取出参考信号对应的分量。
利用这种原理，相干检波器可以实现高灵敏度的信号检测和精确的相位测量，广泛应用于通信和雷达等领域。
基于多相滤波的数字中频正交相干检波系统
第30卷 第3期2009年9月制 导 与 引 信GU I DANC E &F UZEVol.30No.3Sep.2009文章编号:167120576(2009)0320056204基于多相滤波的数字中频正交相干检波系统王亚军, 李 明(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710071) 摘 要:针对宽带接收机数据率高而难以实时处理的问题,分析了基于多相滤波的数字中频正交相干检波方法,仿真比较了该方法与基于传统结构低通滤波器的实现方法的性能,给出了在F P G A 中的实现结构,并进行了仿真验证,证明了该方法可以在不增加资源消耗量的同时,大大提高系统吞吐率,具有明显的速度优势,能较好地满足宽带接收机的实时性要求。
关键词:相干检波;下变频;低通滤波器中图分类号:TN911.72 文献标识码:ADigital Inter media te Fr equency Q ua drature Coher entDetection System B a sed on Polyphase Filter ingWA N G Ya 2j un , L I M i ng(Nat ional K ey Lab of Radar Signal Processi ng ,X i ’a n Elect ron Science andTechnology Univer si ty ,X i ’an Shaanxi 710071,China) Abst ract :It ’s difficult to p rocess real 2ti me for t he high data rat e of wideba nd receiver ,t he met hod of di gi tal i nt ermediat e f requency quadrat ure coherent det ection based on poly 2pha se filt eri ng wa s a nalyzed.The perfor ma nce of t hi s met hod was compared wit h t hat of t ra 2dit ional low pass fi lte r archit ect ure by si mulat io n.The i mpl eme nta tion on F P G A was showed and t he si mulat io n resul t i ndicat es t hat for it s high t hroughput rat e a nd low reso urce cost ,t hi s met hod has a grea t advant age of speed and i s very fit for t he real 2ti me demand of t he wideband recei ver.K ey w or ds :coherent detection ;dow n conversion ;low pass fil ter收稿日期:2009-02-20作者简介王亚军(3),男,硕士,主要从事实时信号处理的研究;李 明(6),男,教授,博士生导师,主要从事雷达系统设计、雷达信号处理与监测、高速实时信号处理等的研究。
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正交相干检波方法及FPGA的实现
引言现代雷达普遍采用相参信号来进行处理，而如何获得高精度基带数字正交(I，Q)信号是整个系统信号处理成败的关键。
传统的做法是采用模拟相
位检波器来得到I、Q信号，其正交性能一般为：幅度平衡在2％左右，相位正交误差在2°左右，即幅相误差引入的镜像功率在-34 dB左右。
这样的技术性能限制了信号处理器性能的提高。
为此，近年来提出了对低中频直接采样恢
复I、Q信号的数字相位检波器。
随着高位、高速A／D的普遍应用，数字相
位检波方法的实现已成为可能。
本文介绍了一种正交相干检波方法，并给出了其FPGA的实现方案。
1 基本原理1．1 中频信号分解的基本原理一个带通信号通常可表示为：其中，xI(t)、xQ(t)分别是s(t)的同相分量和正交分量。
ω0为载频，a (t)、φ(t)分别为包络和相位。
它们之间具有如下关系：所构成的复包络信号为，该信号包含了式(1)中的所有信息。
要对中频信号进行直接采样，首先要保证采样后的频谱不发生混叠。
根据基本的采样理论，即Nvquist采样定理要求以
不低于信号最高频率两倍的采样速率对信号直接采样，才能保证所得到的离散
采样值能够准确地确定信号。
然而，如果信号的频率分布在某一有限频带上，
而且信号的最高频率fH远大于信号的带宽，那么，此时若仍按Nyquist采样率来采样，则其采样频率就会很高，以致难以实现，或是后续处理的速度不能满
足要求。
因此，此时就要用到带通采样理论。
所谓带通采样定理，即设一个频率带限信号选x(t)，其频带限制在(fL，fH)内，此时，如果其采样速率满足：式中，n取能满足fs≥2(fH-fL)的最大正整数(O，1，2，)，则用fs进行等间
隔采样所得到的信号采样值就能准确地确定原始信号。
式(4)中的fs用带通中心频率f0和频带宽度B可表示为：其中，，n为整数，且要求满足。