FPGA实现的数字下变频技术研究与设计

"基于FPGA的数字下变频研究实现" 这篇硕士论文详细探讨了如何使用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）来实现数字下变频（Digital Down Converter，DDC）技术，这是软件无线电（Software Defined Radio，SDR）领域中的一个重要组成部分。作者屈有萍旨在设计并验证一个基于FPGA的单通道专用数字下变频芯片，以Intersil公司的HSP50214B作为设计目标，该芯片在单通道DDC器件中具有领先性能。 在研究过程中，作者首先深入学习了软件无线电的基本理论和数字信号处理的相关知识。软件无线电是一种利用数字信号处理技术实现无线通信系统的方法，它允许通过软件更新来改变硬件的功能，从而适应不同的通信标准和频率。数字下变频是SDR中的核心功能，它将接收到的高频信号转换为较低的基带信号，便于后续的数字信号处理。 在设计实现阶段，论文主要涉及以下几个关键模块： 1. NCO（Numerically Controlled Oscillator，数字控制振荡器）：NCO生成所需的相位步进，用于频率合成和相位调制。在数字下变频中，NCO用于产生适当的下变频载波频率。 2. CIC积分梳状滤波器（Cascade Integrator-Comb Filter）：这种滤波器常用于抽取操作，通过减少采样率来降低数据速率，同时保持信号带宽不变。在DDC中，CIC滤波器用于下采样，降低数据处理负担。 3. FIR滤波器（Finite Impulse Response Filter）：FIR滤波器用于实现各种滤波特性，如低通、高通、带通或带阻滤波，以消除不需要的信号成分或改善信号质量。 论文中，作者对这些模块进行了分析、设计和仿真验证，使用Altera公司的Stratix II EP2S60 FPGA开发板进行硬件实现。尽管由于系统的复杂性和时间限制，整体系统的整合和仿真验证尚未完全完成，但已有的模块逻辑设计和仿真结果证明了设计思路的正确性。 关键词包括软件无线电、数字下变频、FPGA和数字滤波器，强调了本研究的核心内容和技术手段。接下来，作者计划完成系统整体的仿真和验证工作，进一步优化和完善功能。 这篇论文详细阐述了基于FPGA的数字下变频器设计过程，包括关键模块的实现和初步验证，为软件无线电领域提供了有价值的实践经验和理论依据。