中北大学
毕业设计开题报告学生姓名：张荣晶学号：0806044106
学院、系：电子与计算机科学技术学院电子科学与技术系
专业：电子科学与技术
再生胶生产设备
2011年10月10日
毕 业 设 计 开 题 报 告 1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：
文 献 综 述
1.1 本课题研究的背景和意义
正交解调能够有效地提取信号的幅度和相位信息，在雷达、声纳和通信等领域都有着广泛的应用[1]。我们可以将数字正交解调算法应用到船用无线气象传真机的数字化信号处理平台上，对传真信号进行解调。
对解调算法进行仿真验证并基于定点数字信号处理器DSP 芯片对算法进行了实现。仿真和实验结果表明，开发的信号处理平台工作稳定可靠，算法可以实现对相信号解调，验证了方案的可行性和正确性[3]。在对中频信号的接受处理时常常采用正交解调的方法对其进行处理。
本文利用现场可编程门阵列（PFGA ）设计了一种数字正交解调器来提取输入信号的幅度，它采用内建RAM 实现数控振荡器，利用内嵌乘法器实现数字混频，借助滤波器IP 核实现低通滤波器，以及利用宏模块实现数学运算。 1.2 本课题相关理论
1.2.1 信号数字正交解调原理
信号数字正交解调的工作原理如图1所示[2]。输入信号分别与正交的同频正交余弦信号相乘，再经低通滤波器除倍频分量，得到I 、Q 两路正交的基带信号，计算其均方根，即可得到信号的幅度信息。
cos(nwT) I
signal x(n) FPGA Envelope Sin(nwT)
图1 数字正交解调原理图
数字正交解调的输入信号先被高速A/D 器件采样，然后以数字信号的形式进行混频滤波等运算。
A/D NCO 22Q
I LPF LPF Q
设输入信号为：
)](cos[)()(t wt t a t y ϕ+=
其中，a(t) 为输入信号的瞬间幅度，w 为输入信号的载波频率。经ADC 采样后的数字信号为：
)](cos[)()(t wnT n a t x ϕ+=玻璃冷凝器
式中，T=1/f ,f 为ADC 采样频率。
数控振荡器NOC 输出频率为w 的正余弦信号，分别与x(n)相乘后，得到：
))(sin())(2)(cos((21)(2))(cos())(2)(cos((21)(1n n wnT n a n x n n wnT n a n x ϕϕϕϕ-+=++=
分别对两路信号进行低通滤波，将2w 分量滤除后，得到了I 、Q 两路正交的基带信号。
)
)(sin()(2
1)())(cos()(21)(n n a n Q n n a n I ϕϕ⨯=⨯= 求其均方根，即可获得回波的包络信号：
22)()()(n Q n I n a +=
数字正交解调是先对输入信号进行A/D 采样，再利用数字技术实现混频，滤波等[4]。所以很好地解决模拟正交解调中两路幅相不平衡问题，使得I 、Q 通道在幅度一致性和相位正交性上有着更高的精度。
1.2.2 AD 转换的基本原理
A/D 转换器的功能是将输入的模拟电压信号u 转换成数字D 输出。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D 转换前，输入到A/D 转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。A/D 转换器的输入电压信号u 在时间上是连续的，而输出的数字量D 是离散的，所以进行转换时必须按一定的频率对输入电压信号u 进行采样，得到采样信号u s ，并在下一次采样脉冲到来之前使u s 保持不变，从而保证将采样值转化成稳定的数字量[5]。因此，要将稳定的模拟信号转化成稳定的数字信号，必须经过采样、保持、量化和编码4个步骤。
下面主要介绍一下逐次逼近ADC 的工作原理。逐次逼近ADC 包括n 位逐次比较型A/D 转换器如图2所示。它由控制逻辑电路、时序产生器、移位寄存器、A/D 转换器及电压比较器组成。
蒸压砂加气混凝土板CP
消防电动开窗机.....
数 字 . 输
. 出 量
图2 逐次比较型A/D 转换器框图
逐次逼近转换过程和用天平称物重非常相似。天平称重物过程是，从最重的砝码开始试放，与被称物体行进比较，若物体重于砝码，则该砝码保留，否则移去。再加上第二个次重砝码，由物体的重量是否大于砝码的重量决定第二个砝码是留下还是移去[5]。照此一直加到最小一个砝码为止。将所有留下的砝码重量相加，就得此物体的重量。仿照这一思路，逐次比较型A/D 转换器，就是将输入模拟信号与不同的参考电压作多次比较，使转换所得的数字量在数值上逐次逼近输入模拟量对应值。
对图2的电路，它由启动脉冲启动后，在第一个时钟脉冲作用下，控制电路使时序产生器的最高位置1，
其他位置0，其输出经数据寄存器将1000……0，送入D/A 转换器[6]。输入电压首先与D/A 器输出电压（V REF /2）相比较，如v 1≥V REF /2，比较器输出为1，若v I < V REF /2，则为0。比较结果存于数据寄存器的D n -1位。然后在第二个CP 作用下，移位寄存器的次高位置1，其他低位置0。如最高位已存1，则此时 v O =（3/4）V REF 。于是v 1再与（3/4）V RE F 相比较，如v 1≥（3/4）V REF ，则次高位D n -2存1，否则D n -2=0；如最高位为0，则v O =V REF /4，与v O 比较，如v 1≥V REF /4，则 D n-2位存1，否则存0……0。以此类推，逐次比较得到输出数字量。
1.2.3 混频的理论原理
1.2.3.1 混频的概念
电压比 较器
控制逻 辑电路 时钟 数据寄存器 移位寄存器 D/A 转换器
剖布机D1 D2 Dn-1
D n n 启
动脉冲 模拟
www.ppm
输入量v1 V REF
