基于FPGA的幅频均衡功率放大器.docVIP

重庆三峡学院 毕业设计（论文）1 引言 1 1.1 课题背景及意义 1 1.2 国内外研究现状概述 1 2 方案论证 2 2.1 设计要求 2 2.2 滤波器原理 2 2.3 设计方案 3 2.3.1前置放大器的设计 3 2.3.2数字均衡方法比较与选择 3 2.3.3功率放大器 4 2.4方案确定 5 3 硬件电路设计 5 3.1 前置放大电路 5 3.2 带阻网络 6 3.3 幅频均衡 7 3.4 D类功率放大器 10 4 软件设计 11 4.1 开发工具DSP Builder介绍 11 4.2 FIR滤波器的设计 13 4.2.1 FIR滤波器的 13 4.2.2 FIR滤波器的 13 4.2.3使用FIR IPCore设计FIR滤波器 20 5 系统测试 24 5.1 测试仪器 24 5.2 测试结果 25 5.2.1 V1端测试 25 5.2.2 V2端测试 25 5.2.3 V3端测试 25 5.2.4 Vo端测试 25 5.2.5 误差分析 26 6 结论 26 致谢 26 参考文献 28 基于FPGA的波形识别技术的研究 张德超 重庆三峡学院应用技术学院电子信息工程专业07级 重庆万州 404000 摘要：设计并制作一个数字幅频均衡功率放大器。模拟无线系统的信道对信号损失后又通过数字幅频均衡器还原信号的过程。该系统包括前置放大、带阻网络、数字幅频均衡和低频功率放大电路。以数字幅频均衡器作为主要设计对象。该课题的研究具有一定的实用价值。在设计的过程中采用了一些行的数字信号处理技术。 关键词：FPGA FIR滤波器 DSPBuilder FIR IPCore 1 引言 1.1 课题背景及意义 就无线系统设计而言，失真、干扰及噪声是系统开发者每日都会面临的挑战。数字控制功率放大器通过采用所谓数字自适应预失真的过程，能够克服此类对系统效率的妨碍。此过程令线性响应收发器的设计，就高达15?MHz的多载波应用而言，可在所发射的功率频谱密度上展示出近乎完美的再现精度。数字控制功率放大器除了为宽带放大器线性化而提供数字自适应预失真外，也为模拟调制失真和效率管理用数字软预压缩提供了数字校正。这些手段可以预处理数字信号，从而动态地消除多种模拟损害，例如宽带群时延、温度与包络记忆相关性、以及AM-AM?(幅幅调制)和AM-PM?(幅相调制)晶体管体效应；此类损害可造成信道内失真和邻信道干扰。 图1-1 系统框图 音频信号从Vi输入，经前置放大器放大后，得到V1。假定V1为发射端向信道发射的信号，经过带阻网络模拟的信道，便得到了在无线传输中受到干扰，频谱失真的信号V2。V2通过数字均衡器还原出与Vi频谱相同的信号V3。最终将V3进行功率放大，则一个完整的无线网络被模拟完成。 1.2 国内外研究现状概述 数字信号处理理论与技术的发展，主要是由于电子计算机与大规模集成电路的大量生产和广泛应用，替代了原来的模拟信号处理中的线性滤波和频谱分析所应用的模拟计算机和分离元件L、C、R线性网络，高度发挥了计算技术和数字技术相结合的特色和优越性。特别是微处理器和微型计算机技术日新月异的发展，将更有利于电子仪器与电子技术应用系统朝着数字化、小型化、自动化以及多功能化等方向发展，促使他们成为富有智能化的电子系统。现在，包括数字滤波在内的数字信号处理技术正以惊人的速度向纵深和高级的方向发展，据估计这种趋势还要持续一个较长的时期，未来的发展可能会比过去的进程更为激动人心，必将引起某些领域的飞跃性转折。放大要求： a. 放大b. -1dB通频～20kHz c. 输出电阻为600(。 2.1.2带阻网络要求： 制作放大信号vkHz时输出信号v2电压幅度为基准，要求最大衰减≥10dB。 2.1.3数字均衡器要求： 应用数字信号处理技术，制作均衡电路，对～20kHz进行均衡要求均衡kHz时输出信号v3电压幅度为基准，通频～20kHzdB以内。 2.1.4功率放大器要求： 制作功率放大电路，v3进行功率放大。输出功率≥≥60％。 2.2 滤波器原理 数字滤波器的实现方法是多种多样的其中比较常用到的是无限长脉冲响应滤波器IIR 和有限长脉冲响应滤波器FIR两种，另外还有维纳滤波器自适应滤波器等，但是在一般通信领域尤其是信号传输领域在一个信号的发送与接收端都是发出或接收一路信号，所以前两种滤波器还是现在滤波器设计的主要方面。例如在线谱分析基音检测线性预测编码等方面都有着广泛的应用，本来在计算量相等的情况下IIR 数字滤波器比FIR滤波器的幅频特性优越，频率选择性也好，但是它有着致命的缺点相位特性不好控制，它的相位特性 是的非线性函数。例如双线性变换法产生的IIR 滤波器模拟指标的频率与数字化指标的频率转换关系是 ，这是使频率产生严重的非线性的原因，这