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基于FPGA的可变带宽基带信号回放系统设计

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电子测量技术 2023年第5期46卷 17-22页

作者：田高峰邓计才张延彬邹坤衡刘子龙郑州大学电气与信息工程学院郑州450001

针对不同带宽基带信号回放到目标中频的需求,设计了一种可变带宽基带信号回放系统。该系统以FPGA为核心数据处理单元,通过配置高速数模转换芯片AD9122和时钟芯片AD9516完成基带信号的回放功能。为解决不同带宽基带信号采样率与DAC发射... 详细信息

针对不同带宽基带信号回放到目标中频的需求,设计了一种可变带宽基带信号回放系统。该系统以FPGA为核心数据处理单元,通过配置高速数模转换芯片AD9122和时钟芯片AD9516完成基带信号的回放功能。为解决不同带宽基带信号采样率与DAC发射速率不匹配的问题,设计了一种多速率处理算法,采用多级HB滤波器、CIC滤波器和Farrow滤波器级联的结构实现了任意倍的采样率转换功能。算法仿真和实际测试结果表明该系统能够以较少的资源消耗将1 kHz~20 MHz的可变带宽基带信号回放到目标中频上,回放信号无杂散动态范围不低于60 dBc,满足实际通信系统需求。

关键词： FPGA 多速率处理基带信号回放可变带宽

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可变带宽线性相位FIR滤波器的设计和实现

仪器仪表学报 2008年第4期29卷 782-786页

作者：吴伟唐斌电子科技大学电子工程学院成都610054

研究了一种具有稳定相频响应的可变带宽线性相位FIR滤波器的设计和实现。提出了一种基于加权最大误差最小化准则的线性规划方法来设计可变带宽线性相位FIR滤波器。通过利用一种特殊可变滤波器结构,将整个可变带宽滤波器的转移函数表示... 详细信息

研究了一种具有稳定相频响应的可变带宽线性相位FIR滤波器的设计和实现。提出了一种基于加权最大误差最小化准则的线性规划方法来设计可变带宽线性相位FIR滤波器。通过利用一种特殊可变滤波器结构,将整个可变带宽滤波器的转移函数表示成定系数线性相位子滤波器的加权线性组合,这里权值直接由带宽所决定。文中基于最大误差最小化准则建立加权误差函数,并利用线性规划方法来求解优化的滤波器系数。该方法避免了复杂的矩阵运算,计算量较小。应用这种滤波器的优点在于只有一个由带宽所决定的可变参数,更新机制简单。仿真实验结果证明了这种可变带宽线性相位FIR滤波器的有效性。

关键词：线性相位FIR滤波器可变带宽线性规划方法加权最大误差最小化准则更新机制

可变带宽FIR数字滤波器的高效加权最小二乘设计及实现

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仪器仪表学报 2008年第3期29卷 550-555页

作者：吴伟唐斌电子科技大学电子工程学院成都610054

(电子科技大学电子工程学院成都610054)摘要:本文提出一种具有稳定相频响应的可变带宽FIR数字滤波器的高效加权最小二乘设计方法。文中将可变带宽FIR数字滤波器的冲击响应表示成以谱参数为变量的基函数的线性组合,进而利用定系数子滤波... 详细信息

(电子科技大学电子工程学院成都610054)摘要:本文提出一种具有稳定相频响应的可变带宽FIR数字滤波器的高效加权最小二乘设计方法。文中将可变带宽FIR数字滤波器的冲击响应表示成以谱参数为变量的基函数的线性组合,进而利用定系数子滤波器的线性组合来实现,这里可变带宽特性直接由可变谱参数所决定。该方法通过建立加权最小二乘目标函数,简单高效地推导出滤波器系数的优化封闭解表达式,复杂度和计算量大大降低。应用这种滤波器的优点在于只有一个直接决定带宽的可调谱参数,更新机制简单。设计实例证明了该方法的高效性和可变带宽滤波器的有效性。

关键词：可变带宽 FIR 数字滤波器线性组合加权最小二乘设计

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基于FPGA的可变带宽调相信号发生器设计

舰船电子工程 2023年第11期43卷 70-77页

作者：张文铎王闯孙宏玥中国电子科技集团公司第五十八研究所无锡214072

宽带信号是一种通信领域常用的信号,DSSS原理的扩频bpsk又是一种常用的扩展频带的调相方式,论文研究了pn码和二进制相移键控调制的原理,同时设计了以FPGA为核心的硬件电路,包括电源、时钟和存储等部分。编写了可编程控制器的程序,包括... 详细信息

宽带信号是一种通信领域常用的信号,DSSS原理的扩频bpsk又是一种常用的扩展频带的调相方式,论文研究了pn码和二进制相移键控调制的原理,同时设计了以FPGA为核心的硬件电路,包括电源、时钟和存储等部分。编写了可编程控制器的程序,包括具体算法和相互间的通信。完成了可变带宽调相信号发生器的设计,信号发生器生成信号带宽较宽,信号pbrs阶数可选,从2阶到25阶。信号宽度可变化,最高可达100MHz,此时载波可到3GHz。载波频率可变,在40MHz带宽时最高可达4.1GHz。有四种调相方式可选。用户可根据需要输入相应信息进行调制。设计的输出信号具有灵活性。输出信号非常稳定,并且可以在较高频率的载波上进行调制。相比于常见的信号发生器,更加灵活,不仅可以输出窄带信号还可以输出宽带调制信号。可以替代一些宽带调制模块,可以用与高频短波等通信领域,也可用于平时测量和实验过程中为其他设备提供信号。

关键词： pn码 FPGA bpsk 可变带宽 DSSS pbrs 调相高频载波

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可变带宽的多级滤波器数字下变频设计

电子技术应用 2014年第3期40卷 32-34页

作者：赵良羽中国电子科技集团公司第二十二研究所山东青岛266107

介绍了一种基于多级滤波器结构、带宽可变的数字下变频设计。通过对数字下变频结构原理的说明和Matlab仿真验证,得到不同带宽下的FIR滤波器系数组;进一步通过Xilinx的FPGA芯片实现了整个数字下变频结构设计。

关键词：软件无线电数字下变频多级滤波器可变带宽

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可变带宽数字下变频的设计与FPGA实现

电子技术应用 2016年第4期42卷 35-38页

作者：李飞冯晓东李华会重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

分析了数字下变频的结构和原理,提出了一种适用于多种带宽信号的数字下变频方案,并对其中的混频模块和抽取滤波模块进行了详细设计和介绍,最后结合Matlab和FPGA开发平台,分别对不同带宽信号的下变频功能进行了仿真和验证,结果表明方案... 详细信息

分析了数字下变频的结构和原理,提出了一种适用于多种带宽信号的数字下变频方案,并对其中的混频模块和抽取滤波模块进行了详细设计和介绍,最后结合Matlab和FPGA开发平台,分别对不同带宽信号的下变频功能进行了仿真和验证,结果表明方案是可行的。

关键词：数字下变频抽取滤波器可变带宽现场可编程门阵列

适用于TD-SCDMA/TD-LTE协议发射机的可变带宽低通滤波器

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固体电子学研究与进展 2013年第5期33卷 441-446页

作者：金晨毛陆虹谢生张世林天津大学电子信息工程学院天津300072

采用UMC 0.18μm CMOS工艺,实现了一种符合TD-SCDMA/TD-LTE协议要求的发射机的可变带宽滤波器,设计选择七阶切比雪夫低通滤波器,采用有源电阻电容(active-RC)全差分滤波器结构,通过一阶滤波器级联三个二阶Tow-ThomasⅡ型滤波器结构构成... 详细信息

采用UMC 0.18μm CMOS工艺,实现了一种符合TD-SCDMA/TD-LTE协议要求的发射机的可变带宽滤波器,设计选择七阶切比雪夫低通滤波器,采用有源电阻电容(active-RC)全差分滤波器结构,通过一阶滤波器级联三个二阶Tow-ThomasⅡ型滤波器结构构成,用译码器控制电容阵列调节带宽,带宽设置为1.6MHz、3MHz、5MHz、10MHz和15MHz五种可切换值。滤波器芯片面积为1 059μm×867μm。测试结果表明,在1.8V电源电压下电路功耗为13mA,各个带宽符合设计要求,滤波器二倍频衰减度可以达到50dB以上,线性度指标三阶输入交调点(Input 3rd order intercept point,IIP3)为-4.385dBm。

关键词：时分同步码分多址时分长期演进可变带宽低通滤波器

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可变带宽YIG调谐带阻滤波器仿真设计

磁性材料及器件 2013年第5期44卷 49-53页

作者：王津丰谌贵和刘进西南应用磁学研究所四川绵阳621000

为了提高电子仪器、设备的抗干扰能力，适应日益复杂的空间电磁环境，给出了一种新型的可变带宽YIG调谐带阻滤波器设计。通过磁路结构、耦合模式、驱动电路设计、仿真和优化，采用自屏蔽同体磁路、稳恒直流磁场、双路对称级联耦合和数... 详细信息

为了提高电子仪器、设备的抗干扰能力，适应日益复杂的空间电磁环境，给出了一种新型的可变带宽YIG调谐带阻滤波器设计。通过磁路结构、耦合模式、驱动电路设计、仿真和优化，采用自屏蔽同体磁路、稳恒直流磁场、双路对称级联耦合和数字控制及补偿技术，在6-12GHz频率范围，实现了-40dB阻带宽度0～20MHz范围任意可调。使用中可通过数字控制端口便捷选择原阻带带宽模式、可变带宽模式或双阻带模式等三种典型的工作模式，抑制不同频率和频宽的大信号阻塞干扰。

关键词：带阻滤波器可变带宽 YIG调谐仿真设计

可变带宽高精度延时的5G MIMO信道模拟方法及应用

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可变带宽高精度延时的5G MIMO信道模拟方法及应用

作者：赵晔东南大学

学位级别：硕士

无线信道模拟器通过在线实时模拟天线端口的发射信号经过无线环境后的路径损耗、多径和衰落等相关特性,在实验室精确地模拟无线环境对通信链路系统性能的影响,验证系统设备和终端在各种复杂场景下的性能。5G移动通信中的高带宽和大规模M... 详细信息

无线信道模拟器通过在线实时模拟天线端口的发射信号经过无线环境后的路径损耗、多径和衰落等相关特性,在实验室精确地模拟无线环境对通信链路系统性能的影响,验证系统设备和终端在各种复杂场景下的性能。5G移动通信中的高带宽和大规模MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术对模拟技术中通道的时延精度提出了更高的要求。可变分数时延(Variable Fractional Delay,VFD)技术因其灵活可变的时延值,在采样率转换、滤波器设计、阵列信号处理和语音处理等场合中获得广泛应用。该技术通常使用全通滤波器设计实现,较为经典的滤波结构称为Farrow结构。Farrow滤波结构一旦选定,其滤波器系数的设计便成为了核心问题。本文基于一种改进的Farrow滤波结构的子滤波器系数产生方法,实现了截止频率和群时延这两个参数的同时灵活可调。根据需要模拟的信道参数和精度,计算得到所需要的子滤波器系数,从而实现了可变分数时延滤波器的高效设计。设计的可变带宽分数延时滤波器具有大范围的可调带宽和精确的分数时延功能。在不需要更新滤波器系数的情况下,通过调整时延或带宽配置参数实现滤波器群延时和带宽的调整。每个收发通道只需使用一个该滤波器,即可实现对不同带宽无线信道的模拟,提高了模拟精度。在大规模MIMO信道模拟器的应用中,此方法节约了信道系数存储空间,降低了系统资源消耗。本文对可变带宽分数时延滤波器的复杂度及性能展开具体的分析,分别计算出了不同时延和截止频率状况下可变带宽分数时延滤波器Farrow结构子滤波器系数,通过仿真分析其幅频及相位特性,并将其整合进入信道模拟器算法处理模块中进行完整的仿真验证。最终在硬件平台上进行模块级和系统级验证测试,实现了5G基站信号与无线终端间的信道模拟的完整测试流程,验证结果符合预期。

关键词：可变分数时延可变带宽 Farrow结构信道模拟大规模MIMO