学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

数字下变频芯片的前端设计

作　者: 王宇峰
导　师: 王镇道
学　校: 湖南大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 数字下变频 CORDIC算法 DA算法 数字滤波器 逻辑综合
分类号: TN773
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 117次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


软件无线电是以现代通信理论为基础,以数字信号处理为核心的新一代无线电通信体系,其基本思想是搭建一个可编程的硬件平台,通过不同的软件设置来完成无线电的各种功能。数字下变频(DDC)技术是软件无线电的核心技术之一。数字下变频器接收模数转换器(ADC)输出的宽带高速数字信号,从中提取所需的窄带信号,将其下变频到零中频,并降低数据速率,提供给后续DSP处理器作进一步处理。本文以AM/FM接收芯片设计项目为依托,深入研究了数字下变频技术。在专用数字下变频器的基础上,改进其体系结构和实现算法,并增加了可编程性,设计成可编程的通用数字下变频芯片,提高了灵活性。本文首先介绍了数字下变频的基本原理和算法,阐述了正交数字混频原理和数字滤波器组的设计理论。重点讨论了CORDIC算法、分布式(DA)算法以及折叠技术。对数控振荡器和混频器的实现结构进行了改进,利用CORDIC算法同时实现数控振荡器和混频器,无需查找表和乘法器。利用DA算法实现FIR滤波器,并在结构上进行改进,减少了查找表的容量。然后对整个数字下变频芯片进行Simulink建模仿真,验证算法的可行性和性能。接着重点阐述了DDC芯片的寄存器传输级(RTL)实现,并对芯片的输入输出模块、数字混频模块和滤波器组的实现结构进行了优化。最后基于SMIC的0.18μm标准单元库完成了逻辑综合,同时也完成了FPGA综合。验证和逻辑综合结果表明DDC芯片能满足设计要求,性能稳定。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
插图索引  9-11
附表索引  11-12
第1章 绪论  12-16
  1.1 数字下变频技术的应用背景  12
  1.2 数字下变频技术的发展现状  12-14
  1.3 本论文的研究意义  14
  1.4 本论文的内容安排  14-16
第2章 数字下变频芯片的原理和算法  16-29
  2.1 数字下变频芯片的系统结构  16-17
  2.2 数控振荡器和混频模块原理  17-23
    2.2.1 正交混频理论  17-18
    2.2.2 数控振荡器的原理  18-20
    2.2.3 CORDIC算法原理  20-21
    2.2.4 数字混频模块原理  21-23
  2.3 级联积分梳状滤波器  23-25
  2.4 半带滤波器  25-27
    2.4.1 半带滤波器原理  25-26
    2.4.2 折叠技术  26-27
  2.5 有限冲激响应滤波器  27-29
    2.5.1 FIR滤波器原理  27-28
    2.5.2 FIR滤波器的分布式算法  28-29
第3章 数字下变频芯片的系统设计和仿真  29-38
  3.1 数字下变频芯片的整体建模  29-30
  3.2 输入激励源建模  30-31
  3.3 数控振荡器建模仿真  31-32
  3.4 数字混频模块建模  32-34
  3.5 滤波器组建模仿真  34-38
第4章 数字下变频芯片的RTL设计和验证  38-63
  4.1 数字下变频器的整体设计  38
  4.2 数据输入模块  38-41
    4.2.1 数据格式转换模块  38-40
    4.2.2 输入模式控制模块  40-41
  4.3 数字混频模块  41-47
    4.3.1 相位累加器  41-44
    4.3.2 CORDIC运算单元  44-47
  4.4 CIC滤波器的设计  47-51
    4.4.1 移位器模块  48-49
    4.4.2 CIC滤波器模块  49-51
  4.5 HB滤波器的设计与实现  51-57
    4.5.1 跨时钟域设计  52-53
    4.5.2 采用折叠技术的半带滤波器  53-57
  4.6 FIR滤波器的设计  57-61
  4.7 控制模块设计  61-63
第5章 芯片逻辑综合  63-68
  5.1 逻辑综合  63-64
    5.1.1 逻辑综合的时序约束  63-64
    5.1.2 逻辑综合的策略  64
  5.2 数字下变频芯片的逻辑综合  64-68
    5.2.1 DDC芯片的ASIC综合结果  64-65
    5.2.2 DDC的FPGA综合结果  65-68
结论  68-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  74

相似论文

  1. 谐振式光纤陀螺数字信号检测系统设计与实现,V241.5
  2. 中频采样阵列接收机技术研究,TN858
  3. QAM调制及其多路调制方法的研究,TN761
  4. 基于FPGA的线性调频定距系统设计,TN911.7
  5. 收发DBF雷达系统中的软件无线电电路研制,TN952
  6. 基于两级逻辑综合技术的防火墙规则最小化研究,TP393.08
  7. 基于FPGA的数字水印处理装置,TP309.7
  8. 基于浮点数的CORDIC算法的研究与设计,TP301.6
  9. 高速高效宽带数字信道化接收机算法研究与实现,TN851
  10. 基于FPGA的高速MPSK/MQAM信号解调算法设计与实现,TN911.3
  11. 软件无线电中数字上下变频器的研究与开发,TN92
  12. 基于软件无线电的信道化接收平台及其应用研究,TN851
  13. 数字下变频的FPGA实现,TN791
  14. 多输出函数逻辑综合的理论研究与程序实现,TN47
  15. 语音SoC芯片数字后端低功耗研究,TN47
  16. 启发式逻辑逆向综合算法研究,TP301.6
  17. 短波全频段接收系统的研究与实现,TN925
  18. 基于FPGA的短波数字中频系统的软件设计与实现,TN925
  19. 软件无线电中程控数字滤波器ASIC芯片设计,TN713
  20. 基于FPGA的数字下变频器的设计与实现,TN773
  21. 数字下变频的FPGA技术的研究,TN791

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 倍频器、分频器、变频器 > 变频器、混频器
© 2012 www.xueweilunwen.com