调频信号的中频数字化接收与解调

摘要

本文系统论述了调频原理,并对调频的解调方法做了阐述和比较。根据软件无线电的体系结构,提出了一种对调频信号的中频数字化的接收解调方案,对整体方案及关键模块的数学原理和组成进行了详细论述,包括数字混频器、级联积分梳状(CIC)滤波器、补偿滤波器等。在解调器中使用了新的方法求解相位,改变了以往数字解调算法容易产生失真的问题。使用MATLAB对方案进行了仿真。仿真结果表明,本论文设计的接收解调方案可以较好地达到联邦通信委员会对调频系统的测试标准。 在完成了系统级仿真的基础上,使用了Verilog语言对系统进行了数字设计,并使用Modelsim对数字系统进行了功能仿真和验证。测试结果与MATLAB中的仿真结果基本一致,并通过了调频系统的测试标准,这表明本文的数字系统功能正确,达到了预期的设计要求。

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第一章引言

第二章调频原理及解调方法比较

第一节调频系统的基本原理

2.1.1调频系统的基本概念

2.1.2窄带调频

2.1.3宽带调频

第二节调频系统的抗噪声性能

第三节解调方法比较

2.3.1传统的模拟解调方法

2.3.2数字化的解调方法

2.3.3解调器性能的测量标准

第四节本章小结

第三章系统方案设计

第一节采样频率的确定

第二节数字下变频与降采样率

3.2.1 NCO原理及实现

3.2.2级联积分梳状(CIC)滤波器

3.2.3补偿滤波器

第三节通过CORDIC实现数字解调方法

第四节系统量化字长的确定

3.4.1 NCO中的字长确定

3.4.2采样信号字长的确定及NCO字长的最终确定

3.4.3补偿滤波器系数字长的确定

第五节本章小结

第四章系统的硬件实现

第一节NCO混频器的实现

4.1.1相位累加器的实现

4.1.2 CORDIC旋转器的实现

4.1.3NCO仿真结果

第二节CIC滤波器的实现

4.2.1 CIC模块实现的基本结构

4.2.2 CIC模块设计中的溢出问题处理

第三节补偿滤波器的实现

第四节解调器的实现

4.4.1乘法器的实现

4.4.2解调器中CORDIC旋转器的实现

第五节本章小结

第五章测试与验证

第一节频率响应测试

第二节音频谐波失真的测量

第三节调频信噪比测试

第四节调幅抑制性能测量

第五节本章小结

第六章总结与展望

参考文献

致谢

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