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基于FPGA与AD9857的四路DVB-C调制器的设计

作　者: 刘彦民
导　师: 冀小平
学　校: 太原理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: AD9857 正交调制调制器里德-索罗蒙码编码星座映射信道编码
分类号: TN761
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 238次
引　用: 2次
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内容摘要

随着数字时代的到来,信息化程度的不断提高,人们相互之间的信息和数据交换日益增加。正交幅度调制器(QAM Modulator)作为一种高频谱利用率的数字调制方式,在数字电视广播、固定宽带无线接入、卫星通信、数字微波传输等宽带通信领域得到了广泛应用。近年来,集成电路和数字通信技术飞速发展,FPGA作为集成度高、使用方便、代码可移植性等优点的通用逻辑开发芯片,在电子设计行业深受欢迎,市场占有率不断攀升。本文研究基于FPGA与AD9857实现四路QAM调制的全过程。FPGA实现信源处理、信道编码输出四路基带I/Q信号,AD9857实现对四路I/Q信号的调制,输出中频信号。本文具体内容总结如下:1.介绍国内数字电视发展状况、国内国际的数字电视标准,并详细介绍国内有线电视的系统组成及QAM调制器的发展过程。2.研究了QAM调制原理,其中包括信源编码、TS流标准格式转换、信道编码的原理及AD9857的工作原理等。并着重研究了信道编码过程,包括能量扩散、RS编码、数据交织、星座映射与差分编码等。3.深入研究了基于FPAG与AD9857电路设计,其中包括详细研究了FPGA与AD9857的电路设计、在allegro下的PCB设计及光绘文件的制作,并做成成品。4.简单介绍了FPGA的开发流程。5.深入研究了基于FPAG代码开发,其中主要包括I~2C接口实现,ASI到SPI的转换,信道编码中的TS流包处理、能量扩散、RS编码、数据交织、星座映射与差分编码的实现及AD9857的FPGA控制使其实现四路QAM的调制。6.介绍代码测试、电路测试及系统指标测试。最终系统指标测试表明基于FPGA与AD9857的四路DVB-C调制器基本达到了国标的要求。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 国内数字电视的发展  10-11
  1.2 国内数字电视广播系统组成  11-15
    1.2.1 系统各部分的功能作用  12-15
  1.3 国内多路QAM调制的发展经历及现状  15-16
    1.3.1 I/Q信号原理  15
    1.3.2 数字中频正交调制  15-16
  1.4 选题意义  16
  1.5 多路QAM调制器实现的关键问题  16-17
  1.6 本人工作内容  17
  1.7 论文的组织  17-18
第二章 QAM调制器的原理  18-30
  2.1 QAM调制器主要组成  18
  2.2 信源编码及TS流输入  18-21
    2.2.1 ASI接口及格式  19
    2.2.2 SPI信号结构  19-20
    2.2.3 ASI与SPI的转换  20
    2.2.4 TS流帧格式  20-21
  2.3 信道编码  21-27
    2.3.1 能量扩散  22-23
    2.3.2 R-S编码  23
    2.3.3 数据交织技术  23-24
    2.3.4 QAM映射原理  24-27
  2.4 QAM调制与中频输出  27-29
    2.4.1 内部结构  27-29
  2.5 上变频器  29
  2.6 本章小结  29-30
第三章基于FPAG及AD9857电路设计  30-40
  3.1 电路总体设计  30
  3.2 输入系统控制部分电路设计  30-31
  3.3 TS流输入电路设计  31
  3.4 FPGA部分电路设计  31-33
    3.4.1 FPGA简单介绍  32
    3.4.2 FPGA配置方式  32-33
  3.5 AD9857部分电路设计  33-36
    3.5.1 电路分析  33-35
    3.5.2 AD9857设计电路小结  35-36
  3.6 CANDENCE ALLEGRO PCB设计步骤  36-39
  3.7 实物成品图  39
  3.8 本章小结  39-40
第四章 FPGA的设计流程  40-44
  4.1 功能仿真  41
  4.2 逻辑综合  41-42
  4.3 前仿真  42
  4.4 布局布线  42-43
  4.5 后仿真(时序仿真)  43-44
第五章基于FPAG的代码分析  44-66
  5.1 代码总体设计  44
  5.2 I~2C及串口控制  44-47
  5.3 TS流的ASI到SPI的转换  47-49
    5.3.1 8B/10B编码的理论基础  47-48
    5.3.2 ASI转SPI详细代码设计  48-49
  5.4 信道编码  49-62
    5.4.1 TS流包处理过程  50-53
    5.4.2 能量扩散  53-54
    5.4.3 里德-索罗蒙编码(Reed-Solomon,R-S)  54-58
    5.4.4 卷积交织实现  58-60
    5.4.5 星座映射与差分编码  60-62
  5.5 AD9857控制  62-65
    5.5.1 信号产生方法  62
    5.5.2 基带I/Q信号的实现  62-65
  5.6 本章小结  65-66
第六章仿真及测试  66-70
  6.1 模块总体测试  66-67
  6.2 电路测试  67-68
    6.2.1 电源测试  67
    6.2.2 输入测试  67
    6.2.3 工作状况测试  67-68
  6.3 指标测试  68-69
  6.4 本章小节  69-70
总结及展望  70-71
参考文献  71-73
附录1 电路设计原理图  73-84
致谢  84-85
攻读硕士期间发表的论文  85

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