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2011电子设计大赛论文——简易数字信号传输分析仪(E题).docx
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简易数字信号传输分析仪(E 题)
“瑞萨杯”2011 全国大学生电子设计大赛参赛论文
简 易 数 字 信 号 传 输 分 析 仪
[摘 要] 本系统由信号发生模块和信号分析处理模块两部分组成。其中信号发
生模块以现场可编程门阵列(FPGA)作为数字信号发生器,产生 M 序列伪随机信
号作为数字传输信号。而后该信号被送入由 NE5532 构成的二阶低通滤波电路进
行滤波,滤波后的信号通过加法器 AD823 与信道噪声(由 FPGA 生成的伪随机
信号模拟)叠加,作为信号分析部分的最终输入信号。
信号分析部分由数字信号分析电路和示波器组成。数字信号分析部分可从输
入信号中提取位同步信号,从而确保示波器的水平扫描周期与信号码元周期相同,
以便示波器能够显示出信号的对应眼图。通过眼图可以直观地了解码间串扰和
噪声的影响,从而最终实现对数字信号传输性能的测试。
[关键词] FPGA;M 序列为随机信号;位同步提取
Simple digital signal transmission analyzer
Abstract : This system consists of a signal generator module and a
signal processing module. A field programmable gate arrays (FPGA) is used
to generate M sequences pseudo random signal in the signal generator. The
signal is then filtered by a second-order low pass filter in which a NE5532
is used as a core. The filtered signal is added with the channel noise
(a simulated pseudo random generated by a FPGA) by adder AD823. This signal
is treated as the final input signal.
The signal analysis is performed by a digital signal analysis circuit
and an oscilloscope. In signal analysis, bit synchronization signal can
be extracted from input signal so as to ensure the horizontal scan cycle
of oscilloscope is identical with the signal cycle. And the signal eye
diagram can be displayed in the oscilloscope. From the eye diagram, the
intersymbol interference and noise can be analyzed to test the signal
transmission performance.
Keywords: FPGA; M sequences pseudo random signal; bit
synchronization extraction
目 录
1 方案论证与比较 ....................................................................................1
1.1 M 序列信号发生方案比较..................................................................................1
1.2 滤波方案比较 .....................................................................................................1
2 系统总体设计思路 ................................................................................2
3 系统硬件部分的理论分析与参数计算................................................3
3.1 M 序列数字信号发生部分..................................................................................3
3.2 低通滤波器设计.................................................................................................4
3.3 同步信号提取 .....................................................................................................5
3.4 眼图的显示 ........................................................................................................5
4 FPGA 系统的软件部分设计 ..............................................................6
5 系统测试及性能总结 ............................................................................7
5.1 低通滤波器性能测试 .........................................................................................7
5.2 系统传输性能测试 .............................................................................................7
5.3 眼图显示测试 .....................................................................................................7
5.4 性能总结 .............................................................................................................7
参考文献 ....................................................................................................8
附录 ............................................................................................................9
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