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基于CORDIC算法的线性调频信号的FPGA实现

作　者: 王艳龙
导　师: 唐禹; 张冰尘
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: FPGA 线性调频 CORDIC AD9739
分类号: TN958.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

脉冲压缩雷达采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离，接收时采用脉冲压缩算法获得窄脉冲，来提高距离分辨率，较好的解决了作用距离和距离分辨率之间的矛盾。线性调频信号是脉冲压缩雷达最常见的信号，研究它的实现方法有着重要的意义。随着超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated Circuits，VLSI)技术的发展，利用数字方法产生线性调频信号已成为现实。与模拟方法相比，DDS（直接数字频率合成）方法具有灵活性好、可靠性高等优点，为人们解决了传统波形发生器的不足。DDS方法主要采用ROM查找表法，由于FPGA中RAM容量的限制，难以实现大时宽的线性调频信号。CORDIC算法能够将多种难以用硬件电路直接实现的复杂函数运算分解为统一的加减、移位操作，极大地降低了硬件设计的复杂性。为了解决FPGA中RAM资源的不足，作者提出了基于CORDIC算法的线性调频信号的FPGA实现。本论文详细介绍了CORDIC算法及其硬件实现，在此基础上分析了线性调频信号的硬件实现过程，最终在板卡上实现了带宽和时宽灵活可调的线性调频信号。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 论文的选题背景  7-8
  1.2 线性调频信号实现方法概述  8-13
    1.2.1 模拟方法  8-10
    1.2.2 数字方法  10-13
第二章 FPGA技术介绍  13-21
  2.1 FPGA技术  13-16
    2.1.1 FPGA技术的发展历程  13-14
    2.1.2 FPGA的结构与原理  14-15
    2.1.3 FPGA的优点  15-16
  2.2 基于QuartusII的FPGA开发  16-18
    2.2.1 QuartusII开发平台  16
    2.2.2 FPGA开发流程  16-18
  2.3 硬件描述语言  18-19
    2.3.1 硬件描述语言简介  18-19
    2.3.2 VerilogHDL和VHDL简介  19
  2.4 Modelsim仿真软件  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 CORDIC算法原理与硬件实现方式  21-29
  3.1 CORDIC算法  21-23
    3.1.1 CORDIC算法原理  21-22
    3.1.2 CORDIC算法工作模式  22-23
  3.2 CORDIC算法实现的硬件结构  23-26
    3.2.1 反馈结构  23-24
    3.2.2 流水线结构  24-26
  3.3 CORDIC算法精度分析  26-28
  3.4 本章小结  28-29
第四章线性调频信号的FPGA实现  29-39
  4.1 线性调频信号  29-31
  4.2 CORDIC算法实现正弦与余弦函数  31-33
  4.3 I/Q两路信号的相位角计算  33-35
    4.3.1 Q路相位角硬件实现  33-34
    4.3.2 I路相位角硬件实现  34-35
  4.4 线性调频信号的总体实现方案及其仿真  35-37
  4.5 本章小结  37-39
第五章硬件平台介绍与结果分析  39-51
  5.1 硬件平台介绍  39-40
  5.2 FPGA芯片介绍  40
  5.3 AD9739介绍及其与FPGA的硬件连接  40-46
    5.3.1 AD9739介绍  40-43
    5.3.2 AD9739与FPGA的接口设计  43-44
    5.3.3 两片AD9739与FPGA的硬件连接  44-45
    5.3.4 两片AD9739同步设计  45-46
  5.4 ADF4350介绍及其与FPGA的接口设计  46-49
    5.4.1 ADF4350介绍  46-47
    5.4.2 ADF4350与FPGA的接口设计  47-49
  5.5 线性调频信号测试结果  49-50
  5.6 本章小结  50-51
第六章结束语  51-53
致谢  53-55
参考文献  55-57
硕士期间研究成果  57-58

基于CORDIC算法的线性调频信号的FPGA实现

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