Matlab和FPGA相结合的软硬件综合实验设计

发布时间：2022-02-12 12:11

　　针对高校电子信息专业基础实验课程中工程性不足的问题,融合相关课程实验教学内容,通过Matlab软件与FPGA硬件设计了综合性实验。以FIR滤波器和ASK调制综合实验为例,对实验内容理论分析、Matlab验证、FPGA实现等设计与实验过程做了详细解析。通过此类综合实验学生能够参与理论分析、软件仿真、硬件实现的整个系统开发流程,有利于培养学生综合运用专业知识解决复杂工程问题的能力。 

【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

实验设计仿真实现框架图

该系数具有偶对称特性,因此该FIR滤波器具有线性相位,并以12 bit量化系数,其量化前后的幅频响应如图2所示。然后,利用Matlab仿真两路信号测试验证Matlab软件下设计的FIR滤波器效果,一路输入信号为白噪声特性的输入信号,另一路为200 Hz和800 Hz单频信号叠加的输入信号。两路输入信号经过滤波器滤波前后的频谱图如图3所示。同时将两路测试信号生成的测试数据生成二进制数据写入文本文件中作为FPGA实现的测试输入数据。图3 Matlab仿真的测试信号滤波前后的频谱图

式中,M(ω)为m(t)的频谱。经过上述理论分析可得ASK信号可由m(t)和载波产生,其模型如图4所示。该示例中基带信号速率Rb=1 Mb/s,以8倍速率采样,载波信号频率为70 MHz,仿真2ASK和4ASK调制信号成形滤波(α=0.8)有无的时域及频谱波形。通过Matlab仿真得到时域波形图如图5所示,频谱如图6所示。将得到的2ASK与4ASK时域波形数据保存,便于与后续FPGA硬件实现仿真波形对比验证。观察ASK信号频谱,可以发现经过成形滤波后的信号频谱主瓣外频率分量已经被滤除;2ASK和4ASK的频谱形状及主瓣宽度相同;滤波前后的信号频谱都含有明显的载波频率分量。

【参考文献】：
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本文编号：3621695