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高速数据通信总线关键技术设计与实现

作　者: 代海亮
导　师: 裴昌幸
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 高速总线 正交频分复用 快速傅立叶变换 数字下变频
分类号: TP29-AD
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着航空电子系统的不断发展和复杂化,为了满足先进的电子设备的需要,航空电子系统的网络模式也在不断的改进中。但是在旧的飞行器上安装新的总线设备的成本十分高昂,因此目前迫切需要一种既能使用现有的通信线缆,而又不影响原总线通信,同时又能明显提高性能的方法。所以,研究高速数据通信总线技术具有重要的意义。本文主要对以OFDM技术为核心的高速数据通信总线的若干关键技术和具体实现进行了研究。首先,根据MIL-STD-1553B总线的通信环境和OFDM技术理论,对高速数据通信总线的可行性进行了分析。接着结合具体的课题要求,提出了高速数据通信总线的设计方案,并进行了仿真验证。其次,研究实现了基于FPGA的流水线FFT/IFFT模块和数字上下变频模块。第三,根据系统所需要的数字逻辑资源和中频方案,本文提出并实现了基于EP2S60、AD9433和DAC904的OFDM方案。第四,针对系统的需要,设计实现了功率放大器、模拟滤波器和双工器电路。最后,对整个系统进行了测试,结果表明,设计的相关软硬件可以正常工作,系统的性能指标达到了设计要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 高速数据通信总线的研究背景  7-8
  1.2 高速数据通信总线的应用与发展现状  8-9
  1.3 本文的主要内容及章节安排  9-11
第二章 高速数据通信总线理论基础  11-19
  2.1 高速数据通信总线工作背景  11-13
  2.2 OFDM理论基础  13-15
    2.2.1 OFDM的基本原理  13-14
    2.2.2 OFDM技术的优缺点  14-15
  2.3 高速数据通信总线可行性分析  15-17
    2.3.1 MIL-STD-1553B总线工作环境测试及分析  15
    2.3.2 高速数据通信总线电缆特性测试  15-16
    2.3.3 高速数据总线容量分析  16-17
  2.4 高速数据传输总线的基本结构  17-18
  2.5 本章小结  18-19
第三章 高速数据通信总线FFT/IFFT模块设计  19-29
  3.1 FFT/IFFT的理论基础  19-23
    3.1.1 FFT/IFFT的原理及物理意义  19-20
    3.1.2 基2、DIT-FFT（按时间抽取）  20-23
  3.2 FFT/IFFT模块设计  23-26
    3.2.1 单级FFT模块的总体结构  23-24
    3.2.2 流水线FFT/IFFT模块设计  24-26
  3.3 FFT/IFFT模块性能测试  26-27
  3.4 本章小结  27-29
第四章 中频系统方案设计与仿真  29-43
  4.1 中频数字化系统方案  30-35
    4.1.1 数字下变频基本原理  30-31
    4.1.2 下变频相关参数的设计  31-34
    4.1.3 上变频模块的设计  34-35
  4.2 基于FPGA的数字下变频模块设计  35-38
    4.2.1 数字下变频方案及相关器件  35-36
    4.2.2 数字混频模块的FPGA实现  36
    4.2.3 FIR低通滤波器的FPGA实现  36-38
  4.4 中频数字化模块性能测试  38-42
    4.4.1 测试方法和测试条件  38-39
    4.4.2 下变频模块的测试  39-40
    4.4.3 动态范围测试  40
    4.4.4 系统幅度一致性和相位正交性的测试  40-42
  4.5 本章小结  42-43
第五章 高速数据通信总线发射接收相关模块设计  43-57
  5.1 数字高速通信总线功率放大器模块设计  43-47
    5.1.1 射频功率放大器设计基础  43
    5.1.2 发射功率放大器设计及仿真  43-46
    5.1.3 功率放大器性能测试  46-47
  5.2 数字高速通信总线发射滤波器模块设计  47-51
    5.2.1 模拟滤波器原理  48
    5.2.2 模拟滤波器的设计与仿真  48-51
  5.3 数字高速通信总线双工器模块设计  51-54
    5.3.1 PIN二极管双工器原理  51-52
    5.3.2 PIN二极管开关的应用  52-53
    5.3.3 PIN二极管双工器设计  53-54
    5.3.4 双关器性能测试  54
  5.4 本章小结  54-57
第六章 高速数据通信总线系统测试及结果分析  57-59
  6.1 发射模块联合测试  57
  6.2 高速数据总线性能测试及结果分析  57-58
  6.3 本章小结  58-59
第七章 结束语  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-66
研究成果  66-67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化技术在各方面的应用
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