基于基于FPGA的高斯白噪声发生器设计的高斯白噪声发生器设计
FPGA技术的发展,提高了硬件噪声发生器的速度和性能,相比基于软件实现的噪声发生器,展现出更大的优
势。本文设计的高斯白噪声发生器采用FPGA的方式实现,输出的基带白噪声带宽可调,范围为1~66 MHz,步
进3 MHz,幅度8位可调,同时可产生正弦波、三角波、锯齿波、方波等函数波,通过更改现场可编程器件的配
置波形数据也可产生其他复杂函数波形。
0 引引 言言
现代通讯电子设备的抗干扰测试已经成为必须的测试项目,主要的干扰类型为噪声干扰。在通信信道测试和电子对抗领域
里,噪声始终是最基本、最常用的干扰源之一。如何产生稳定和精确的噪声信号已经成为一个重要的研究领域。其中,带限
FPGA技术的发展,提高了硬件噪声发生器的速度和性能,相比基于软件实现的噪声发生器,展现出更大的优势。本文设
计的高斯白噪声发生器采用FPGA的方式实现,输出的基带白噪声带宽可调,范围为1~66 MHz,步进3 MHz,幅度8位可
调,同时可产生正弦波、三角波、锯齿波、方波等函数波,通过更改现场可编程器件的配置波形数据也可产生其他复杂函数波
形。
l 高斯白噪声发生器原理高斯白噪声发生器原理
本文所述的高斯白噪声发生器如图1所示。
首先,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台上以一个统一的时钟速度(以后称之为噪声发生
速度,即f0)生成高速m序列
高斯白噪声发生方法中涉及伪随机码发生算法、数字滤波算法和正弦波发生算法。本文详细论述这几种算法,及其在
FPGA上的实现方法,分析了各种算法在频域上的频谱特性。
2 高斯白噪声发生器算法分析高斯白噪声发生器算法分析
2..1 伪随机码发生算法伪随机码发生算法
伪随机码(Pseudo-random Sequence,PS)的性能指标直接影响产生白噪声的随机性,是系统设汁的关键。通常产生伪随
机码的电路为一反馈移存器,分为线性和非线性两类。前者产生周期最长的二进制数字序列为最大长度线性反馈移存器序列,
简称m序列。本文采用的就是m序列伪随机码。
产生m序列的反馈移存器的递推方程可以写为:
它给出了移位输入an与移位前各级状态的关系。
特征多项式写为:
它决定了移位寄存器的反馈连接和序列的结构。
m序列的自相关函数可表示为:
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