基于FPGA的多速率数字信号处理系统的设计与实现

发布时间：2017-03-29 17:21

  本文关键词：基于FPGA的多速率数字信号处理系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多速率数字信号处理是指通过抽取或插值改变信号的采样率,在石油勘测等数字信号处理领域,为了适应不同模块对采样率的不同要求,多速率数字信号处理技术随之受到极大地关注。本文主要研究适用于MEMS数字检波器的多速率数字信号处理系统,其核心内容是多速率抽取滤波器的设计。本设计采用Altera公司的Cyclone IV系列EP4CE22F17C6N芯片为系统主控芯片,以FPGA的软件平台Quartus II 11.1为工具,用Verilog HDL语言编写模块,其硬件电路均在开发板DE0-NANO上实现,采用Quartus II 11.1内嵌逻辑分析仪Signal Tap II Logic Analyzer和MATLAB来验证设计结果。文章开展主要工作如下:1、通过对石油勘测的调研,归纳总结了应用于MEMS数字检波器的多数率抽取滤波器评价标准。2、确定系统结构由以下3部分组成:①多速率SINC抽取滤波器;②补偿滤波器;③等波纹FIR滤波器3、设计了多速率SINC抽取滤波器的算法,对抽取倍数分配和各级参数设定进行了优化设计。研究工作表明:①本文设计的抽取滤波器能满足系统的多速率输出要求;②本文优化设计的滤波器有效降低了功耗。③经过FPGA验证,整个设计系统输出结果正确,性能稳定,达到设计要求。
【关键词】：石油勘测 多速率数字信号处理 MEMS 抽取滤波器 FPGA
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN791;TN911.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题背景与意义8-11
• 1.2 地震检波器发展现状11-13
• 1.3 主要研究内容和本文结构13-15
• 第二章 多速率信号处理基础和数字滤波器原理15-28
• 2.1 多速率信号处理基础理论15-20
• 2.1.1 多速率信号处理的概念和作用15
• 2.1.2 抽取15-18
• 2.1.3 插值18-20
• 2.1.4 多速率信号处理过程20
• 2.2 数字滤波器原理20-28
• 2.2.1 SINC滤波器的基本原理21-23
• 2.2.2 SINC滤波器的一般设计方法23-24
• 2.2.3 FIR滤波器的基本原理24-25
• 2.2.4 FIR滤波器的一般设计方法25
• 2.2.5 抽取滤波器的多级实现25-28
• 第三章 基带接收电路的设计与仿真28-44
• 3.1 多速率数字滤波器设计基础与评价指标28-29
• 3.1.1 MEMS数字检波器的工作原理28-29
• 3.1.2 多速率数字抽取滤波器设计评价指标29
• 3.2 多速率数字抽取滤波器的整体架构29-33
• 3.3 SINC抽取滤波器的设计与参数优化33-39
• 3.3.1 SINC滤波器的MATLAB设计33-34
• 3.3.2 多速率SINC滤波器的设计34-35
• 3.3.3 SINC滤波器参数优化设计35-39
• 3.4 FIR滤波器的MATLAB设计39-41
• 3.5 系统级联后滤波器的MATLAB仿真结果41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 多速率信号处理的FPGA实现与性能测试44-58
• 4.1 FPGA开发概述44-48
• 4.1.1 FPGA简介44
• 4.1.2 Verilog HDL语言简介44-45
• 4.1.3 基于Altera公司Quartus平台的FPGA开发流程45-47
• 4.1.4 Signal Tap内嵌逻辑分析仪介绍47-48
• 4.2 多速率SINC滤波器的FPGA的实现48-52
• 4.2.1 SINC滤波器的算法设计48-49
• 4.2.2 多速率SINC滤波器的FPGA实现49-52
• 4.3 系统的性能测试52-56
• 4.3.1 系统的FPGA实现52-53
• 4.3.2 系统的测试方案53-54
• 4.3.3 系统性能测试54-56
• 4.4 系统性能测试结果分析56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 5.1 工作总结58
• 5.2 展望58-60
• 参考文献60-63
• 攻读学位期间公开发表的论文63-64
• 参与科研项目情况说明64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 谌贵辉;赵万明;任诚;席建中;;新型MEMS地震检波器的研究[J];传感器与微系统;2010年08期

2 刘彬彬;林伟;;基于Matlab和FPGA的CIC滤波器的设计[J];电子器件;2010年02期

  本文关键词：基于FPGA的多速率数字信号处理系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：275021