《国防科大2009-空时抗干扰系统中AD采样和数字下变频模块的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国防科大2009-空时抗干扰系统中AD采样和数字下变频模块的设计与实现（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、国防科学技术大学硕士学位论文空时抗干扰系统中A/D采样和数字下变频模块的设计与实现姓名：卢生春申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：朱江20090401国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文摘要本课题以基于联合空时处理技术的G P S 抗干扰接收机为研究内容，在深入研究了联合空时处理技术以及G P S 接收原理的基础上，设计实现了接收机的模数转换模块以及数字下变频模块。我国将在未来几年里发射3 5 颗“北斗”二代导航卫星，研究G P S 抗干扰接收机对于我国卫星导航系统抗干扰技术的研究具有重要的参考价值。数字接收机由于采用了数字信号处理技术，比模拟接收机具有更高的综合性能、更小的信
2、号失真、更强的环境适应性及通用性。本文设计了数字中频接收机的工程实现方案，以实现对中频为3 9 M H z ，带宽为2 5 M H z 的输入B P S K 信号进行A D 采样和数字下变频。论文首先提出并详细分析了中频数字化通道的实现方案；其次对数字中频信号A D 采样和数字下变频模块进行了仿真，从而验证了系统方案参数设计的可行性；最后基于A D 9 2 5 9 和F P G A 芯片实现了A D 采样及数字下变频模块，包括A D 9 2 5 9 芯片外围电路、控制电路和数据解串等设计实现，以及基于F P G A 实现了数字I 、Q 正交解调、多相抽取滤波等模块。主题词：G P S 中频A
3、D 采样A D 9 2 5 9F P G A 数字下变频第i 页国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文A B S T R A C TT I l i se s s a ym a i l a l yf o c u s e so nA n t i - j a m m i n gr e c e i v e ru n d e rt h et e c h n i q u eo fS p a c e - T i m eA d a p t i v eP r o c e s s i n g I nt h eb a s e sd e e p r e s e a r c ho ft h et h e o r i
4、e so ft h et e c h n i q u eo fS p a c e - T i m eA d a p t i v eP r o c e s s i n ga n dt h et e c h n i q u eo fG P Sr e c e s i v i n g , i no r d e rt od e s i g nt h ec h a n g e so fA n a l o g t o - d i 西t a lc o n v e r s i o nm o d u l ea n dD i g i t a lD o w nC o n v e r t e rM o d u l e
5、T h e r ew i l lb em o r et h a n3 5 “ B D ”s e c o n d g e n e r a t i o nn a v i g a t i o ns a t e l l i t ew h i c hw i l lb es e n ti n t os p a c ei nt h el a t e rf e w e ry e a r si nm yc o u n t r y ，S Oi th a sg r e a tm e a n i n gf o rU St or e s e a r c ht h ea f f e c t i o no fG P Sa
6、n t i - j a m m i n gr e c e i v e rt oa n t i - j a m m i n gt e c h n i q u eo fg u i d es y e t e mo fo u rc o u n t r ys a t e l l t e s D i g i t a lr e c e i v e ri sd e a l tw i t hd i g i t a ls i g n a lp r o c e s s i n gt e c h n o l o g yS Oi th a sm o r eh i g h e rs y n t h e t i c a l
7、q u a l i t y , l e s ss i g n a ld i s t o r t i o na n ds t r o n g e ra c c o m m o d a t i o nt os u r r o u n d i n ge m v i r o n m e n t 。1 t I ：l i se s s a yh a sd e s i g n e dap r o g r a mo fd i g i t a lI f i e c e i v e rS O 鹪t oh a v ea l lA Da p p l i c a t i o na n dd i g i t a ld o
8、 w nc o n v e r t e rm o d u l eo fI F 3 9 M H za n dB a n d w i d t h2 5 M H z T K se s s a yf i r s t l yp r o p o s e sa n da n a l y s e st h ep r o g r a mo fI Fd i g i t a lc h a n n e l ；t h e ne l u m l a t e s 们a p p l i c a t i o nd i g i t a lI Fs i g n a la n dd i 【g i t a ld o w nc o n
9、v e r t e ri no r d e rt oc o m f i r mt h ep r a c t i c a b i l i t yf o rs y s t e mp a r a m e t e rd e s i g n ；f i n a l l yb r i n g sa b o u tA Da p p l i c a t i o na n dd i g i t a ld o w nc o n v e r t e rm o d u l eo nt h eb a s e so fA D 9 2 5 9a n dF D G Ac h i pi n c l u d i n gp e r
10、i p h e r a lc i r c i u t so fA D 9 2 5 9c h i p ，c o n t r o lc i r c u i ts e r d o e sd a t aa n dS Oo n K e yW o r d s ：G P SI FA D CA p p l i c a t i o nA D 9 2 5 9F P G AD D C第i i 页国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文表目录表2 1 各种A D 转换电路的性能比较。1 1表2 2 量化噪声与A D 转换器转换位数的关系1 3表2 3 窗函数的旁瓣电平2 1表2 4 横向F I R 各节点不同时刻的输
11、入值2 6表3 1 模数转换器的关键性能指标2 9表4 1 寄存器功能配置表4 7第1 I I 页国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文图目录图1 1 一般G P S 接收机简化框图2图1 2 联合空时处理的原理3图2 1 理想采样模型6图2 2 一阶采样保持模型8图2 3 采样前后的信号频谱8图2 4 带通信号频谱9图2 5 电容积分型转换器结构框图9图2 6 A D C 的微分非线性误差1 4图2 7 A D C 的积分非线性误差1 5图2 8 数字下变频器( D D C ) 模型16图2 9 D D S 结构框图l8图2 1 0 数字滤波器原理图2 0图2 1 1 离散信号的抽取2 4
12、图2 1 2 信号抽取后的频谱2 5图2 1 3 抽取率为M 的多相结构抽取器2 6图2 1 4 抽取率为M 的带有逆时针旋转转换器的多相结构抽取器2 7图3 1 采用了多相抽取滤波器结构的D D C 3 0图3 2 空时抗干扰系统中A D 采样和数字下变频原理框图3 0图3 3 系统的M a t l a b 仿真流程图3 l图3 4 A 通道I 路信号混频滤波后的功率谱密度3 3图3 5 A 通道I 路信号抽取后的功率谱密度3 4图3 6 生成低通滤波器幅频、相频特性( M a t l a b 仿真) 3 5图3 7 生成低通滤波器单位冲激响应( M a t l a b 仿真) 。3 6图3
13、 8 A 通道数据量化前后的误差3 7图3 9 量化后低通滤波器幅频特性3 8图3 1O 量化前后低通滤波器系数误差特性3 9图3 11 A 通道预设定信号仿真图4 0图3 1 2 A 通道I 路信号抽取后数据仿真图一4 1图4 1 A D 9 2 5 9 内部结构框图4 4图4 2 A D 9 2 5 9 应用原理图4 5图4 3 模拟信号输入电路4 5图4 4 时钟输入电路4 5 第V 页国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文图4 5 A D 9 2 5 9 在空时抗干扰系统中应用电路图4 6图4 6 S P I 工作时序图4 6图4 7 数据解串模块4 9图4 8 数据解串工作原理图5 0图4 9 数据解串工作时序图5 1图4 10 F P G A 开发流程图51图4 11 D D S 参数设置界面5 2图4 1 2 D D S 产生的载波信号
