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基于Sigma-Delta方法的相位调制技术研究

作　者: 江率
导　师: 何松柏
学　校: 电子科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 相位调制 Sigma-Delta调制器 带宽限制 相位旋转器
分类号: TN761
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


现代无线通信要求发射机能够支持多频段、多模式等新技术,并具有较高的效率和线性度。极坐标发射机是一种理论上能够满足以上要求的发射机结构。现代通信中数据传输速率不断提高,相位信号带宽也在增大,这要求发射机具有更好的相位调制性能。基于锁相环结构的调相电路不仅能够用于产生GSM信号,还能用于极坐标发射机的相位调制,因此成为相位调制设计的研究热点。本文在基于锁相环结构的调相电路的基础上,从提高相位调制器能满足的最大数据传输速率的角度出发,重点研究了基于Sigma-Delta方法的相位调制技术。主要内容有：1、根据实际需求,选择锁相环与Sigma-Delta方法相结合的方案作为本文相位调制器的研究方向,并通过对Sigma-Delta调制技术及基于Sigma-Delta调制的小数分频锁相环的研究,论证了该方案的可行性。2、针对恒包络调制信号给出了基于Sigma-Delta调制的小数分频锁相环闭环调制的设计方法,详细分析了相位调制性能与环路参数之间的关系,发现其最大数据传输速率受到环路带宽的制约。3、针对环路带宽限制最大数据传输速率的问题,采用了补偿滤波器对相位信息进行预先补偿,以克服环路对带外信号的抑制作用。详细分析了该方法的改善性能,证明其能够在一定程度上提高数据传输速率,并分析得到了补偿滤波器应用的极限条件。4、针对闭环调制中不可避免的调制带宽限制,研究了基于Sigma-Delta相位旋转器的相位调制器结构,分析了该结构的调制原理及噪声特性,并在FPGA中进行了设计实现,对最后的相位调制性能进行了测试。软件仿真及硬件测试结果验证了基于Sigma-Delta相位旋转器的相位调制器能够有效实现相位调制,相对带宽达到了3.95%,相比于传统闭环型相位调制器结构,更具有实现宽带调相的潜力。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 引言  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
  1.3 本文主要工作及内容安排  14-15
第二章 相位调制器基本方案及可行性论证  15-31
  2.1 相位调制器设计需求  15
  2.2 相位调制器方案  15-16
  2.3 方案可行性论证  16-30
    2.3.1 Sigma-Delta调制技术  16-23
      2.3.1.1 Sigma-Delta调制的整形原理  16-19
      2.3.1.2 Sigma-Delta调制器结构  19-23
    2.3.2 基于Sigma-Delta调制的锁相环  23-25
    2.3.3 仿真及测试  25-30
      2.3.3.1 Matlab仿真  25-27
      2.3.3.2 硬件测试  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章 基于Sigma-Delta锁相环的相位调制器设计  31-46
  3.1 基于Sigma-Delta锁相环的相位调制器  31-36
    3.1.1 相位调制原理  31-34
    3.1.2 仿真测试  34-36
  3.2 锁相环参数对相位调制性能的影响  36-39
  3.3 基于补偿滤波器的相位调制设计  39-43
    3.3.1 补偿滤波器设计  39-42
    3.3.2 补偿后相位调制效果仿真  42-43
  3.4 性能分析  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 改进型宽带相位调制器  46-57
  4.1 Sigma-Delta相位旋转器  46-49
  4.2 基于Sigma-Delta相位旋转器的宽带调相电路  49-53
    4.2.1 相位控制器  49-52
    4.2.2 Sigma-Delta调制器的应用  52-53
  4.3 宽带调相器噪声分析  53-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 系统验证及分析  57-68
  5.1 实验平台介绍  57-58
  5.2 FPGA设计实现  58-63
    5.2.1 相位控制器Phase Controller  58-60
    5.2.2 二阶1比特Sigma-Delta调制器  60-61
    5.2.3 数字GMSK调制器  61-63
  5.3 带通滤波器设计  63
  5.4 测试及结果分析  63-67
    5.4.1 频谱测试  63-65
    5.4.2 调制相位测试  65-67
  5.5 本章小结  67-68
第六章 总结及展望  68-70
  6.1 全文工作总结  68-69
  6.2 后期工作展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
攻硕期间取得的研究成果  75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 调制技术与调制器、解调技术与解调器 > 调制技术与调制器
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