基于DDS技术的FM信号发生器的设计及其FPGA实现

以FPGA为主要硬件,采用直接数字频率合成技术结合嵌入式锁相环,开发出了一种具有数字调制功能的FM信号发生器,并在自行研制的ALTERA Cyclone实验板上得到实现.经调试,该信号发生器的频率分辨率为0.596 HZ,最高输出载波频率达到10 MHz,同时具有输出相位连续,抗干扰能力强等优点.     

自动调制度测试仪的研制

研制了以单片机为核心的自动调制度测试仪.该仪器具有如下特点:宽频率范围测试信号自动跟踪,输入载波频率范围1.5-2000 MHz;宽动态范围载波电平自动调整,输入载波电平范围0.01-1 V;低失真高灵敏度,低频输出失真≤±1％,实测灵敏度为2-3 mV.     

强跟踪滤波器在高动态GPS信号跟踪中的应用

为解决在高动态环境下GPS接收机跟踪环路中频信号失锁的问题,提出了一种基于线性强跟踪卡尔曼滤波器(STKF)理论的GPS信号跟踪环路.此跟踪环路以码鉴相器和载波鉴相器输出作为观测量,利用线性强跟踪卡尔曼滤波器对高动态环境下的码相位误差、载波相位误差、多普勒频率误差以及多普勒频率变化率误差进行估计,并将估计结果反馈给跟踪环路的数控振荡器,从而产生准确的本地载波和本地码.仿真结果表明,在GPS信号载噪比为45 dBHz时,线性强跟踪卡尔曼滤波器跟踪环路在多普勒频率变化率为5.0 kHz/s时仍能可靠跟踪,而传统的基于PLL/DLL和环路滤波器的跟踪环路在1.8 kHz/s时已经失锁.     

电视相干解调器的同步误差分析

本文给出了亮度信号和色度信号通过相干解调器后,输出调制信号和同步载波误差之间的关系。讨论了本地载波与接收载波之间误差对电视图象质量的影响。     

采样频率偏移对卫星导航接收机的影响

为避免采样频率偏差给卫星导航接收机带来的符号位滑动、伪随机噪声码相位移动和载波相位偏差等问题,提出了一种改进的频率偏差估计方法．接收机的码跟踪环路以码速作为时间基准,对采样频率实际值与标称值之间的偏差进行跟踪,环路稳定后得到该偏差的估计值,其采样频率的准确度可提高到10^-7量级．将该估计值补偿到载波锁相环中。可减小由采样频率偏差带来的相位误差和多普勒频移偏差,从而使得导航接收机能正确解调信号,进一步提高了输出载波相位的准确度,为实现更高精度的定时和定位提供了可能性．     

正弦信号发生器的设计

设计的正弦信号发生器参加了2005年全国大学生电子设计大赛,获得吉林省级设计三等奖。该正弦信号发生器是通过凌阳公司生产的SPCE061A单片机对MAX038芯片的控制来实现的。正弦波输出频率范围为1kHz～10MHz;具有频率设置功能,且频率步进为100Hz;输出信号频率稳定度优于10-4;输出电压幅度在50Ω负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V;用示波器观察时无明显失真。     

正弦信号发生器的设计

设计的正弦信号发生器参加了2005年全国大学生电子设计大赛,获得吉林省级设计三等奖.该正弦信号发生器是通过凌阳公司生产的SPCE061A单片机对MAX038芯片的控制来实现的.正弦波输出频率范围为1kHz～10MHz;具有频率设置功能,且频率步进为100Hz;输出信号频率稳定度优于10-4;输出电压幅度在50Ω负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V;用示波器观察时无明显失真.     

一种简易数字信号传输性能分析仪的设计

设计了一种简易数字信号传输性能分析仪,由数字信号发生器、低通滤波器、伪随机信号发生器、数字信号分析电路、信号扫描电路等组成。通过单片机控制AD9851产生频率可变方波作为数字信号发生器时钟,使用模拟运算放大电路设计低通滤波器,在QUARTUSⅡ环境下设计数字信号发生器、伪随机信号发生器和数字信号分析电路,编译仿真通过后下载到现场可编程门阵列芯片EP2C8Q208C8N中,用锯齿波电路产生扫描信号。测试结果表明:该分析仪数字信号发生器数据率为10～100 kbps,按10 kbps步进可调,误差小于1%,输出为曼彻斯特编码;截止频率为100,200,500 kHz的3个低通滤波器,误差小于10%,带外衰减小于40 dB/十倍频程,通带增益在0.2～4.0范围内可调;模拟信道噪声的伪随机信号发生器数据率为10 Mbps,误差小于1%;输出信号峰峰值为100 mV～TTL电平,误差小于10%;通过示波器X-Y模式可显示眼图。     

基于FPGA和单片机的扫频信号源的设计

针对目前扫频信号源的扫速调整复杂性问题,提出了一种可快速调整步进长度的方法,以Alter公司CycloneⅡFPGA为核心完成DDS直接数字频率合成计,以ATmega128 AVR单片机为控制器调整频率控制字K值,从而改变DDS累加器的相位增量,完成步进单位和输出频率的设置。测试表明,本系统不但能以10nHz(n=0,1,2,3,4,5,6)为步进单位从1Hz~11MHz循环输出,也可设置1Hz~11MHz间任意整数的点频输出,而且大大降低了误差,输出信号波形质量优良,较传统扫频信号源能更好满足不同精度的频率特性测试需求。     

C波段数字锁相频率合成器的设计

介绍了一种C波段频率源的设计和实现方法.采用数字锁相环技术实现了C波段锁相频率合成器,其输出频率为6.4 GHz,功率大于10 dBm,相位噪声优于-74.1 dBc/Hz@1kHz.该频率合成器满足设计目标,可用广泛用于各种通信和测试设备中.     

一种基于延时线的全数字脉冲式超宽带发射机

本文设计了一款应用于无线体域网的全数字超宽带脉冲发射机.采用开环工作的延时线得到不同的延时信号,再由边沿合成器将多路延时信号合成为具有较高中心频率的短时方波脉冲信号,该短时方波脉冲信号经过输出驱动模块及带通滤波电路整形成为超宽带脉冲信号.芯片采用中芯国际0.13μm RF CMOS实现,面积为1 118μm×873μm.测试结果表明,发射机输出脉冲信号的最大幅度为220mV,信号-10dB带宽可在0.9~1.5GHz之间调节,脉冲信号中心频率在3.2~4.4GHz范围内可配置,当脉冲重复速率为15Mb/s、信号带宽为0.9GHz,输出信号设置为最大幅度时,芯片功耗为0.9mW.     

SCA FSK调制器

该调制器由振荡电路、电子开关、切换放大、滤波器及电源组成.振荡电路采用双晶体与非门振荡,跟随分频电路产生两个稳定的、准确的副载波频率,高速电子开关根据信息0.1的变化,控制副载波频率输出二选一,低噪声运放完成放大、缓冲、匹配等功能,满足系统对调制信号的要求,对调制输出的FSK副载波,采用特制的高优质多微无源滤波器,分路选通,输出调制幅度,连续可调,微功耗,常温下可满足连续长时间工作需要.     

参差延时技术在QAM系统中的应用

章介绍了参差延时技术在QAM系统中的应用。通过对系统输出均方误差的分析证明了当系统出现载波相位抖动时参差延时技术可以提高QAM系统1～3dB的输出信噪比，改善量的大小与载波相位抖动大小有关，最佳参差延时时间为半个信号周期。计算机仿真验证了理论分析结果。     

L,S波段宽频带、低相噪混频锁相频率合成器

分析了宽频带、低相噪锁相频率合成器的设计方法,并给出宽频带、低相噪频率合成器的设计方案.采用分段混频分频PLL频率合成器,实现了基于大规模锁相集成芯片Q3236的宽带锁相频率合成器.其输出频率为1 000～2 160 MHz,频率步进20 MHz,相位噪声优于-98 dB/Hz(偏离载频1 kHz处),杂散抑制优于60 dB,输出功率Pm＞8 dB.测试结果表明,该设计有效地扩展了信号带宽,达到了极低的相位噪声.     

SCA FSK调制器

该调制器由振荡电路、电子开关、切换放大、滤波器及电源组成.振荡电路采用双晶体与非门振荡,跟随分频电路产生两个稳定的、准确的副载波频率,高速电子开关根据信息0.1的变化,控制副载波频率输出二选一,低噪声运放完成放大、缓冲、匹配等功能,满足系统对调制信号的要求,对调制输出的FSK副载波,采用特制的高优质多微无源滤波器,分路选通,输出调制幅度,连续可调,微功耗,常温下可满足连续长时间工作需要.     

用于射频接收机的三阶多级Σ-△调制小数分频频率合成器的实现

基于TSMC 0.18 μm工艺实现了一款适用于射频收发机的全集成小数分频频率合成器. 设计中采用了三阶MASH结构Σ-Δ调制器以消除小数杂散,为节省芯片面积使用了环形振荡器,同时在电路设计中充分考虑了各种非理想因素以提高频谱纯净度和降低芯片功耗. 仿真结果表明,该频率合成器可以在900 MHz～1.4 GHz的频率范围内产生间隔为25 kHz的输出信号. 在1.2 GHz输出时,偏离载波频率1 MHz处的相位噪声可以达到-106 dBc/Hz, 锁定时间小于10 μs.      

光辅助瞬时测量多个微波频率的方法研究

提出一种基于布里渊散射的瞬时测量多个微波信号频率的新方法.待测的包含一个或多个频率的微波信号通过载波抑制双边带调制加载在光载波上,经滤波器输出上边带光信号,将上边带光信号同时送入多个色散位移光纤的一端,另有多个频率间隔为0.1GHz的单频激光分别送入多个色散位移光纤的另一端,若两端的光信号频率差为布里渊频移,则两路光在色散位移光纤发生布里渊散射,上边带光信号强度增强.判断色散位移光纤的输出上边带光信号是否增强即可测得相应频率.该方法频率测量分辨率为0.1GHz,最高测量精度为±0.05GHz.     

六自由度电磁敏感定位系统信号发生器

为解决六自由度电磁敏感定位系统信号发生电路模拟器件受温度影响产生的时序控制漂移与正弦信号质量降低的问题,根据直接频率合成技术DDS(direct digital frequency synthesis)原理,采用CPLD(complex programmbale logic device)数字控制技术,设计了一种新型的时序正弦信号发生电路.该电路具有输出信号频率稳定、频率精度与分辨率高、kHz级正弦信号的频率分辨率为1 Hz、相位连续、易于程控、频率改变不存在失调过程等优点.由数字控制技术产生的时序控制信号稳定性较高,精度为ns级,提高了系统定位计算精度,使系统定位距离误差小于1 cm,角度误差小于1°.     

MC-CDMA系统载波同步性能分析与仿真

将载波同步误差综合到端到端的系统传递函数中，得到一个等效时变滤波器，进而分析载波同步误差对MC—CDMA系统性能的影响，给出了系统接收信噪比和误码率公式，并对载频偏移、载波相位抖动、时钟频率偏差及定时抖动对系统信噪比下降和比特误码率的影响做了全面、细致的分析与仿真。仿真结果验证了理论分析得出的结论，即MC—CDMA系统对载波同步误差非常敏感。在载波频率偏移或时钟频率偏移作用下，系统性能呈迅速下降趋势，并且严重依赖于载波数量。     

BOC信号通道零值精密测试方法

导航卫星导航信号发射通道的设备自身时延是星地组合时延的一个组成部分,在实际定位和授时应用中必须扣除,因此,卫星在地面测试中必须进行通道零值标定。通道的零值测试精度将直接影响用户的测距精度和时间传递精度。文中给出一种采用数字域部分相关处理技术的导航卫星BOC(binary offset carrier)信号发射通道零值测试方法,对BOC信号和导航卫星秒脉冲1PPS (1 Pulse Per Second)信号高速率同步采样,对BOC信号采样数据进行载波相位相关处理,积分时间低于一个伪随机码周期,处理后得到采样数据中伪随机码起始点,结合1PPS采样数据,计算得到BOC导航信号发射通道的零值。采样频率10 GHz时,提出测试方法的测量不确定度优于0.2 ns。