当前位置：文档之家 › 基于CORDIC算法的数字鉴频方法及其在FPGA中的实现

基于CORDIC算法的数字鉴频方法及其在FPGA中的实现

  • 格式：pdf
  • 大小：255.87 KB
  • 文档页数：7
， 要测 量 目标 雷 达 的关 键 参 数 ， 中 瞬 时频 率 的测 量是 最 基本 的测 量参 数 之 需 其
一
。
傅 里叶 变换 法 是常用 的频率 测 量方法 ， 但这种 方法 给 出的 是信号 在某个 时 问段 内的频率 ， 而不 是信号 的
中 图分 类 号 ： ＴＰ３ ＿ ０ｌ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ａ ｅ ｈ ｄ ｏ ｇ ｔ ｌＦｒ ｑ ｅ ｃ ｓ ｒ ｍ ｉ ｔｏ ｓ ｄ ｏ Ｍ ｔ ｏ ｆ Ｄｉ ｉａ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｄｉｃ ｉ ｎａ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ ＣＯＲＤＩ Ｃ Ａｌ ｏ ｉｈｍ ｎ ｔ ｍ ｐｌｍ ｅ ａ ｉ ｎ ｉ ｇ ｒｔ ａ ｄ ＩｓＩ ｅ ｎｔ ｔｏ ｎ ＦＰＧＡ
自带 ｃ Ｄ Ｃ Ｉ Ｃ ｒ 源利 用情 况 的比较及 Ｆ Ｇ 仿 真 结果 表 明 ， 于 ｃ Ｄ ｃ算 法 的迭代 结 ＯＲ Ｉ Ｐ ｏｅ资 Ｐ Ａ 基 ＯＲ Ｉ
构 和 一 阶 差 分 实 现 数 字 鉴 频 的 方 法 是 高 效 可行 的 。
关键词： ＯＲ ｃ算 法 ； 字鉴频 ； Ｐ ｃ ＤＩ 数 Ｆ ＧＡ； 瞬时频 率
余 建 宇 罗 丁利 陈 矛
（ 安 电子 工 程 研 究 所 西 安 西 ７００ ） １ １ ０
【 要 】 本 文 给 出 了 一 种 适 合 ＦＰ 摘 ＧＡ 实 现 的 基 于 ＣＯＲＤＩ Ｃｏ ｒ ｉａ ｅ Ｒｏ ａｉｎ Ｄｉｉ ｌ Ｃ（ ｏ ｄｎ ｔ ｔ ｔ ｇ ｔ ｏ ａ
ＹｕＪａ ｙ ｉｎ ｕ，Ｌｕ ｎ ｌ，Ｃｈ ｎ ａ ｏ Ｄｉｇ ｉ ｅ ｇＭ ｏ
（ ’ ｎ Ｅｌｃ ｒ ｎｉ ｇｉ ｅ ｒ ｎ Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｔｔ ｅ。Ｘｉ ａｎ ７ ０１ ） Ｘｉ ａ ｅ ｔｏ ｃ Ｅｎ ｎ ｅ ｉ ｇ ｓ ａｒ ｈ Ｉ ｓｉｕｔ ’ １ ００
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｉ ａ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｈｏ ｇｉａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｓ ｒｍ ｉ ｔｏｎ ｂａ ｅ ｎ ＣＯＲＤＩ （ ｏ ｄｉ ｓｐ ｐｅ ｒ ｓ ｎ ｓａｍ ｔ ｄ ｏｆｄｉ ｔ ｌｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｄｉｃ ｉ ｎａ ｉ ｓ ｄ ｏ Ｃ Ｃｏ ｒ — ｎａ ｅ Ｒｏｔ ｔｏｎ Ｄｉ ｉａ ｍｐｕ ｅ ）ａ ｇ ｉｈ ｗｈ ｃ ｓ ｓ ｔ ｂｌ Ｏ ｂｅ ｉ ｐ ｅ ｎｔ ｄ ｉ ｔ ａ ｉ ｇ ｔ ｌＣｏ ｔ ｒ ｌ ｏｒｔ ｍ ｉｈ ｉ ｕｉａ ｅ ｔ ｍ ｌ ｍｅ ｅ ｎ ＦＰＧＡ ．Ｔｈｅ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅｏｆ ｒｎ ｉ ｌ ｄｉ ｔ ｌｐｈ ｓ ｉｃ ｉ ｎ ｔｏｎ ａ ｉｓ — ｏ ｄ ｒｄｉｆ ｒ ｎ ｉ ｌｄｉ ｔ ｌｆ ｅ ｕｅ ｙ ｄｉｃ ｉ ｎａ ｉ ｎ ｕｓｎ ｇｉａ ａ ｅ ｄ ｓ ｒｍｉ ａ ｉ ｎｄ ｆｒ ｔ ｒ ｅ ｆｅ ｅ ｔａ ｇｉａ ｒ ｑ ｎｃ ｓ ｒｍｉ ｔｏ ｉ ｇ ＣＯＲＤＩ ａ — Ｃ ｌ
Ｃ ｍｐ ｔｒ 算 法的数 字鉴频 方 法。首 先讨论 了利 用 ｃ ＲＤ Ｃ算 法进行 数 字鉴相 和一 阶差分数 字鉴 ｏ ｕｅ） ０ Ｉ
频 的 原 理 ， 后 分 别 给 出在 Ｆ Ｇ 中 实 现 Ｃ 然 Ｐ Ａ ＯＲＤ Ｃ 算 法 的 流 水 结 构 和 迭 代 结 构 ， 过 与 ＸＩ ｌ Ｉ 通 Ｌ ＮＸ
维普资讯
２０ ０ ７年 ９月
文 章编 号 ： ０ ８－ ８ ５ （ ０ ７ ０ ～０ ２ ６ １ ０ － ６ ２ ２ ０ ） ３ ７ —０
火 控 雷达 技 术
第 ３ ６卷
基 于 Ｃ Ｒ Ｉ 法 的数 字 鉴频 方 法 及其 Ｏ Ｄ Ｃ算 在 Ｆ ＧＡ 中的实 现 Ｐ
瞬时频率 ， 无法 反映信 号频 率随 时问 变化 的关 系 。瞬时频 率 的测 量是 现代 信 号处 理 研究 中相 当活跃 的 一个
ａ ｄ ＦＰＧＡ ｉ ｎ ｓｍｕｌｔｏ ｈ ａ ｉ ｎｓ ｓ ｏｗ ｈ ｔｄｉ ｔ ｌｆｅ ｕ ｒ ｙ ｄｉｃ ｉ ｉ ｔｏｎ ｕ ｉ ｔ ｒ ｔｏｎ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｄ ｆｒ ｔ ｏ ｄ ｒ ｔ ａ ｇｉａ ｒ ｑ ｅ ｃ ｓ ｒｍ ｎａ ｉ ｓｎｇ ｉｅ ａ ｉ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ ｉｓ — ｒ ｅ
ｄ ｆｅ ｅ ｉ ｌｂ ｓ ｄ ｏ ｉｆ ｒ ｎｔａ ａ ｅ ｎ ＣＯ ＲＤＩ ａｇｏｒｔ Ｃ ｌ ｉｈｍ Ｓ ｅ ｆｃｅ ｔａ ｅ ｓ ｂ ｅ ｉ ｆｉｉ ｎ ｎｄ ｆ ａ ｉ ｌ
。
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｓ ＣＯ ＲＤＩ ａ ｇ ｉｈｍ ；ｄ ｇ ｔ ｌｆ ｅ ｕ ｎｃ ｉｃ ｉ ｉ ａ ｉ Ｃ ｌ ｏｒｔ ｉ ｉａ ｒ ｑ ｅ ｙ ｄ ｓ ｒｍ ｎ ｔｏｎ； ＦＰＧＡ ；ｉ ｔ ｎ ａ ｅ ｕｓｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｎｓ ａ ｔ ｎ ｏ ｒ ｑ ｅ ｃ
ｇ ｉｈｍ ｓ ｄ ｓ ｕｓ ｅ ｏｒｔ ｉ ｉ ｃ ｓ ｄ，ａ ｈ ｎ ｐ ｐ ｌｎ ｔ ｕｃ ｕｒ ｎ ｔ ｒ ｔｏｎ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｏ ｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｏｆＣＯ ＲＤＩ ａ ｇ — ｎｄ ｔ ｅ ｉ ｅ ｉ ｅ ｓ ｒ ｔ ｅ ａ ｄ ｉｅ ａ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｌｃ ｔｏ Ｃ ｌ ｏ ｒｔ ｍ ｎ ＦＰＧ Ａ ｒ ｉ ｅ ｉｈ ｉ ａ ｅ ｇ ｖ ｎ ｏｕｔ Ｃｏ ｐ ｒｓ ｆｉ ｗｉｈ ｓ ｒ ｅ ｕ ａ ｅ ｂｙ ＣＯ ＲＤ Ｉ Ｉ ． ｍ ａ ｉｏｎ ｏ ｔ ｔ ｏｕ ｃ ｓ ｇ Ｃ ＰＣｏ ｅ ｐｒ ｖ ｄ ｄ ｉ ＬＩ Ｘ ｒ ｏ ｉ ｅ ｎ ＸＩ Ｎ

合集下载

基于改进型Cordic算法数字下变频FPGA实现

基于改进型Cordic算法数字下变频FPGA实现


ｒ ｅ ｆ ｄ ｉ ｔａ ａ ｅ ｖ ｒ ｅ ｎ ｍａ ｌ ． ｉ ｉ ｂ Ｋ ｅ ｗｏ ｄ Ｃｏｄ ｃａｇ ｒ ｈ ；ＮＣＯ ；ｒ ｔｔ ｎ ｄｒｃｉｎ；ＦＰ ｙ ｒｓ ｒ ｉ ｏ ｔ ｍ ｌ ｉ ｏａｉ ｉ ｔｏ ｏ ｅ ＧＡ
数字下变频作 为连接 中频 Ａ Ｄ转换 器和基 带 数 ／ 字信号处理单 元 的桥梁 ，已成为 软件 无 线 电接 收 机
和减小精度 ，文 中重点叙述 了改进 型的 Ｃ ｒｉ 算法原理 ，并通过原理进行 了 Ｆ Ｇ ｏｄｃ Ｐ Ａ设计 ，最后给 出了 Ｑ ａｔ Ｉ ｕｒ ｓＩ仿 ｕ
真结果，并在 Ｍａａ ｔｂ中得 到 了验证 。 ｌ 关键词 Ｃ ｒｉ 算法 ；数字控制振荡器；旋转方向 ；Ｆ Ｇ ｏｄｃ ＰＡ
Ｔ ９１ Ｎ １ 文 献标 识 码 Ａ 文章 编 号 １０ ７２ （０８ ０ ０ ３— ５ ０７— ８０ ２０ ）２— ６ ０
ａｉｎ ａ ｄ ｓ ｌｅ ｒｃｓｏ ． Ａ ｅ ｉｎ ｗｉｈ ＦＰ ｔ ｎ ｍａｌｒｐ ｅ ｉｉｎ ｏ ｄ ｓｇ ｔ ＧＡ ｓ ｐｅ ｅ ｔｄ ａ ｄ ｓｍｕ ａｅ ｔ ｕ ｒｕ Ｉ Ｓｍｕ ａｉｎ ｒｓ ｌｓ ｉ ｒ ｓｎ ｅ ｎ ｉ ｌｔｄ ｗｉ ｑ ａｔ ｓＩ． ｉ ｌｔ ｕｔ ｈ ｏ ｅ
输 入信号分为 Ｉ ，Ｑ分量 ，分别与 Ｎ Ｏ产 生的 Ｃ
得到最低 输 出频 率 为
＝ｆ ， ＝ ＪＭ。如果 每次 ６Ｊ２ｒ ｆ ｔ
的相位增量选择为 的 倍 ，则得到 ＝ｆ ２ｒ ６ ＇＝ Ｊ ｒ
收 稿 日期 ：２Ｏ ．７ １ Ｏ ７ ０ ．８ 作者 简 介 ：余 捷 （９ ２一） 男 ，硕 士研 究 生 。研 究 方 向 ： １８ ，
进 一步可 推得
２
（ １一Ｙｔｎ ） ｏ０ １ ０ ｃ ｓ ａ （） ５
基于CORDIC算法的PLL在FPGA中的实现

基于CORDIC算法的PLL在FPGA中的实现

基于CORDIC算法的PLL在FPGA中的实现王玉良【摘要】根据硅微陀螺仪驱动模态的特点,利用数字锁相环基本原理,对数字锁相环的压控振荡器和环路滤波器进行了研究与设计.针对环路滤波参数对数字环路锁相速度和稳频精度的影响存在矛盾的特点,提出了一种改变参数的解决方法,并在Simulink和DSPbuilder中对基于CORDIC算法的环路及改变参数的方法进行了详细的仿真验证.最后完成了以EP3C16型号FPGA为核心器件的数字信号处理电路设计与调试,并对设计的环路进行了性能测试,结果表明设计的数字环路可以满足硅微陀螺仪驱动模态的稳频需求.%According to the principle of digital phase locked loop (DPLL) based on CORDIC algorithm, the numerically controlled oscillator and loop filter of DPLL are thoroughly researched and designed for the Silicon Micro-machined Gyroscope (SMG) drive mode. On account of the feature that the loop filter parameters of the DPLL have a contradictory impact on the speed and frequency accuracy of the DPLL,a solution is proposed to resolve that conflict,which can change loop filter parameters in the different work period of the DPLL. Detailed simulations of the solution and DPLL based on CORDIC algorithm are done in Simulink and DSPbuilder. Then the hardware of the digital signal processing circuit with the core of FPCA (EP3C16) is designed and debugged.Finally,performance tests of the loop designed are carried out, the results prove that the loop designed could have satisfied the frequency stability need of the SMG drive mode.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2012(033)003【总页数】7页(P259-265)【关键词】计量学;数字锁相环;CORDIC算法;现场可编程门阵列【作者】王玉良【作者单位】中国科学院声学研究所,北京100190【正文语种】中文【中图分类】TB9731 前言锁相环(phase locked loop，PLL)作为一种窄带跟踪滤波器，具有较强的噪声抑制能力，可以提取淹没在噪声中的信号[1]，被广泛地应用于测控信号相干解调、时间同步、频率合成、软件无线电、电力系统自动化等领域[2]。

cordic算法及其FPGA硬件实现 毕业论文

cordic算法及其FPGA硬件实现 毕业论文

Key words:cordic algorithm; FPGA; Coordinate rotation algorithm; Binary search method; pipeline architecture
第一
1.1 CORDIC
1.1.1 CORDIC
CORDIC（Coordinate Rotational Digital Computer－坐标旋转数字计算机）算法最早由J.Volder等人于1959年在美国航空控制系统的设计中提出，他的基本思想是：通过坐标轴旋转得出一个二维的函数关系式，对初始角度进行数值线性逼近，把初始角度的旋转转化成一系列基本角度逐次旋转完成，然后运用递推原理，得出一组递推公式，把每次递推得到的角度加进去，转换成一组三维的函数关系式，进一步推导，最终用圆周模型、线性模型、双曲线模型实现了加减乘除、三角函数、双曲线三角函数、平方根，指数、对数等函数的运算。20年后，随着VLSI的产生和迅速发展，CORDIC算法开始被重视，并得到了广泛的应用。原始算法描述的是二维的旋转，它被应用于数字信号处理（如：傅里叶变换、数字滤波器）、计算机图像处理和机器人技术等领域。
由于CORDIC算法本身具有众多的优点，目前，已经应用于很多领域，例如：8087数学协处理器、HP-35计算器、天气预报、雷达信号处理、三维图像处理、嵌入式系统以及移动通信、数控振荡器、数字下变频器及数字鉴别器等；此外，它还应用于许多数字信号处理问题，如：快速傅里叶变换、离散余弦变换、小波变换、数字滤波器、离散Hartley以及求解线性系统。Altera公司和Xilinx公司13还推出了CORDIC算法实现的IP核，可以按照实际需求直接调用。
在数字信号处理中，高速高精度的三角函数发生器有着广泛的应用，在通常情况下，计算三角函数、反三角函数、双曲线函数和其它超越函数有效的方法有：ROM查找表法、多项式近似法（主要是利用泰勒级数近似）、CORDIC法。
基于CORDIC算法的数字鉴相器的FPGA实现

基于CORDIC算法的数字鉴相器的FPGA实现

计 算基 数 有关 ，运算 只 有移 位和 加减 法 。最初 的ＣＯ ＲＤＩ Ｃ算 法 是计 算 平面 直 角坐 标系 和极 坐 标 系 之 间进 行 自由坐标 变 换 的乘法 器 。后 经Ｊ ． Ｓ Ｗａ ｌ ｔ ｈ ｅ ｒ 推广 ，将 圆周 ，线性 和双 曲线都
时 ，不 易在 硬件 上实现 ，所 以鉴 别器算 法实 现也 是研究 的热 点 。Ｃ Ｏ Ｒ Ｄ Ｉ Ｃ 算法 功 能较 多 ，可 以同时 实现 多种 函数 ，它 在
ＡＣ ＡＤＥ ＭＩ Ｃ ＲＥ Ｓ Ｅ ＡＲ Ｃ Ｈ 学 术研究
基￣ ＇ Ｃ Ｏ Ｒ Ｄ Ｉ Ｃ算法 的数 字鉴 相器 的Ｆ Ｐ Ｇ Ａ实现
◆ 王珂南 杜 建 平
摘 要 ：本 文 提 出 了 一 种 实现 ＧＰ ｓ 载 波 跟 踪 环 鉴 相 器 的 方 法 ，该 方 法采 用 改 进 后 的 ＣＯＲＤＩ Ｃ算 法来 实现 用 于鉴相 的ａ ｒ ｃ ｔ ａ ｎ 函数 。 同时 ，给 出了￣ ＆ ￣ ＣＯＲＤＩ Ｃ算 法的迭代 算 法 流 图和部 分 实现 代码 。这种 算法 结构 简单 ，只需要采 用加 法和移位 操作 即可 ， 因此 非常 易于
硬 件 电路 的 实现 上 只用 到 了移位 和 累加 ，大 大 节约 了Ｆ Ｆ ＧＡ 的资源 ，使 得这 些算法 在硬 件上 可 以得 到较 好地 实现 ，从 而 可 以满 足设 计 者 的要求 。但 是现 有 的Ｃ ＯＲ ＤＩ Ｃ 算 法计算 反 正 切 时输 入输 出范 围较小 ，因此本 文将 原有 Ｃ ＯＲ ＤＩ Ｃ 算 法做 部 分改进 ，扩大 了鉴相 器输入输 出 的范 围 。
坐标 旋转计 算机） 是一种 用于计算 一些 常用 的基本运算 函数 和 算术 操作 的循 环迭 代算 法 。其基 本思想 是 用一 系列与 运算 基