基于FPGA的实时载波频率检测电路设计

摘要

为了实现窄带调制信号载波频率的快速准确获取并减少硬件资源消耗,基于FPGA设计一种综合哥兹柔(Goertzel)算法和能量重心估计算法的实时载波频率检测电路。首先,确定频率检测算法实现流程,在Matlab中进行了频谱和能量重心的仿真;接着提出一种低复杂度频率检测系统的硬件实现架构,以8个哥兹柔电路并行运行获取信号频谱,通过查找峰值谱线位置初步估计出信号频率;最后,采用能量重心估计法,精确估计出载波信号的频率。实验结果表明,设计的低复杂度实时频率检测硬件电路在资源消耗上仅为传统FFT方法的1 3,测频相对误差小于0.2%,2 048点频谱获取时间仅为103μs,易于硬件实现,可用于实时准确获取载波频率。