地面数字电视接收芯片中的初始解调模块的设计和实现

摘要

在地面数字接收系统中，高频信号经调谐芯片变为中频信号，再通过ADC模块将模拟中频信号转化为数字信号。本文所研究的初始解调电路的功能是把ADC输出的数字信号转化为基带数字信号，有效地降低了信号的数据率，使得芯片的后续电路所处理的信号为数字基带信号，为后级模块的实时处理创造了条件，因此它在地面数字电视接收芯片设计中占有十分重要的地位。本文就是基于国家刚颁布的中国地面数字标准DTMB，对地面数字电视接收系统中的初始解调电路模块进行了研究和设计。 本文首先介绍了符合中国数字电视地面广播标准的地面数字电视接收系统结构和OFDM调制解调的基本原理及其系统结构，设计了初始解调电路的系统架构，然后重点阐述了数字频率合成器(DDFS)和低通滤波器模块的设计过程，通过比较各种DDFS设计方法，并考虑初始解调电路的要求，采用了基于改进的CORDIC算法方式实现DDFS；低通滤波器采用19阶半带低通滤波器实现，它能够同时完成了抽取和滤波的功能，便于后续电路的信号处理。在具体电路结构实现上基于减少硬件规模、降低系统功耗考虑，采用了关键模块结构优化、时分复用、流水线结构和NUS算法系数量化等技术来优化设计。 整个初始解调模块采用Verilog HDL语言进行描述，通过VCS和ModelSim软件对设计的电路进行了逻辑仿真，用Design Compiler对电路进行了逻辑综合，并用FPGA进行了验证。逻辑仿真与FPGA验证的结果表明，本文设计的初始解调电路在30．24MHz的时钟频率下能正常工作，实现将数字信号解调至数字基带的功能。初始解调电路中的DDFS的无杂散动态范围(SFDR)达到75．1dB，半带低通滤波器的阻带抑制比达到69dB，所构成的初始解调电路模块其性能较好地满足整个地面数字电视解调芯片地系统要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1数字电视技术的优点

1.2国外地面数字电视传输的现状

1.3国内地面数字电视传输的发展概况

1.4地面数字电视的接收系统

1.5本文的主要内容及结构

第二章 OFDM系统原理及初始解调电路系统设计

2.1 OFDM技术原理

2.2 OFDM的优缺点分析

2.3 OFDM系统的调制和解调

2.4小结

第三章 DDFS算法分析及模块设计

3.1基本频率合成技术及其主要技术指标

3.2传统的基于ROM查询表的各种DDFS实现方法

3.3 CORDIC算法在DDFS中的应用研究

3.4 DDFS电路的设计

3.5小结

第四章 低通滤波器的设计及优化

4.1高效低通滤波器算法研究

4.2低通滤波器的设计

4.3半带滤波器系数量化

4.4增益补偿电路的优化设计

4.5小结

第五章 初始解调电路的实现与验证

5.1初始解调模块的VLSI实现

5.2初始解调电路的综合和仿真结果

5.3小结

总结与展望

致谢

参考文献

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