数字下变频FPGA实现

• 189•两路供电一路是NORMAL POWER,一路是ESS POWER,线路图上也是两路供电但实际操作中按要求拔出跳开关后DEU 上还有电，带电拆装容易损坏DEU ，所以在进行拆装时还要整机断电（图1）。

AMM 23-73-00-22700-00-B 。

2)DEU 的联接端和终端：DEU 上的终端/联接端盒是根据DEU 在飞机上的安装位置决定的IPC23-73-09-08H 图而且两者件号是不同的（图2、图3）。

航后报告有故障信息CAM NOT LOADED 或OBRM/CIDS(101RH)-SDF1之类故障一般就要重新安装CAM 或OBRM 卡然后进行测试。

注意COM 卡和OBRM 及PRAM 卡在FAP上会显示件号，拔出后会显示图2图3NONE ，重新安装后要做一遍上电测试才会出现件号。

航后报告有信息SMOKE 一般情况下要更换DIRECTOR,因为烟雾探测是有CIDS 计算机SDF 部分的功能。

总结：CIDS 系统功能强大涉及到的部件及故障多种多样，引起的原因也各不相同，排故时要考虑到的东西很多，我们平时要本着从易到难，从简单到复杂的思路进行排故，尽量不要把问题搞大。

因为虽然CIDS 系统大都是客舱内的故障但有些还是影响飞行或者是根本就无法放行，所以对CIDS 系统还是要有一定的了解，对我们在航前，过站能快速准确的对相应的故障有一个正确处理措施保障航班的正常运行有很大的帮助。

引言：雷达发射信号的带宽直接决定雷达的距离分辨率，高分辨率目标识别雷达要求更高的信号带宽，以实现对目标型号的具体识别。

对于要求信号实时处理的雷达系统，高速的ADC 采样速率与低速的FPGA 流水处理速率，需要引入多相滤波理论，通过并行多相分解实现FPGA 低速处理高速的ADC 采样信号，并且通过合适的抽取速率以降低数字下变频后信号的处理速率。

1 数字下变频的多相分解传统的窄带信号数字下变频理论是将信号混频、低通滤波、抽取。

数字下变频电路的FPGA实现随着数字化时代的到来，数字信号处理技术已经成为了许多领域中不可或缺的一部分。

其中，数字下变频技术是一种非常重要的数字信号处理技术，被广泛应用于雷达、通信、音频处理等领域。

本文将介绍数字下变频电路的FPGA实现。

数字下变频电路的基本原理数字下变频电路的基本原理是将输入信号进行混频，将高频信号转换为低频信号，并对低频信号进行采样和滤波，得到一个纯净的低频信号。

数字下变频电路通常由数字信号处理器、数字乘法器和数字低通滤波器等组成。

FPGA实现数字下变频电路的优势 FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，能够根据需要实现各种数字电路。

与传统的数字信号处理芯片相比，FPGA具有以下优势：高速并行处理能力：FPGA内部具有大量的可编程逻辑器件，可以实现高速并行处理，提高处理速度和效率。

灵活性：FPGA可以通过重新编程实现不同的数字电路，方便灵活，可以快速适应不同的应用场景。

可靠性：FPGA内部具有严格的质量保证措施，保证了数字电路的可靠性和稳定性。

设计数字下变频电路的算法：根据具体应用场景和要求，利用MATLAB 等软件设计数字下变频电路的算法。

将算法转换为硬件描述语言：将设计的数字下变频电路算法转换为硬件描述语言（如VHDL或Verilog），并利用EDA工具进行仿真和验证。

将硬件描述语言编译成二进制文件：将生成的硬件描述语言编译成二进制文件，以便在FPGA上实现。

将二进制文件下载到FPGA中：将生成的二进制文件下载到FPGA中，通过调试和测试，最终实现数字下变频电路。

结论数字下变频电路的FPGA实现具有高速并行处理能力、灵活性和可靠性等优势，已经被广泛应用于雷达、通信、音频处理等领域。

通过设计算法、转换为硬件描述语言、编译成二进制文件以及下载到FPGA中等步骤，可以实现数字下变频电路的高效、快速和可靠实现。

数字下变频电路是一种重要的信号处理单元，它在通信、雷达、电子对抗等领域有着广泛的应用。

基于FPGA的高速数字下变频系统设计摘要：基于FPGA设计了一高速数字下变频系统，在设计中利用并行NCO和多相滤波相结合的方法有效的降低了数据的速率，以适合数字信号处理器件的工作频率。

为了进一步提高系统的整体运行速度，在设计中大量的使用了FPGA中的硬核资源DSP48。

Xilinx ISE14.4分析报告显示，电路工作速度可达360MHz。

最后给出了在Matlab和ModelSim中仿真的结果，验证了各个模块以及整个系统的正确性。

数字下变频(Digital Down Conversion，DDC)是软件无线电系统的关键模块之一，其可将高频数据流信号变成易于后端数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)设备实时处理的低频数据流信号。

在数字下变频实现中，随着信号采样率的不断提高，数据率也会相应的提高，但是实际应用中随着数据速率的不断提高，数据处理器件(如FPGA)的处理速度会无法满足要求而不能正常工作，从而带来了数字信号处理的瓶颈问题。

本设计就是以多路并行NCO技术为基础，研究了如何在FPGA中用多路并行采样数据的方式来解决数据处理器件无法提供高速率的匹配信号的问题，并给出了高速DDC实现的架构和仿真结果。

1 数字下变频基本原理数字下变频主要由频谱搬移和抽取两部分组成，如图1所示，其中频谱搬移包含数控振荡器(Numerically Controlled Oscillators，NCO)、乘法器和低通滤波器(LPF，Low Pass Filter);抽取包含抽取滤波器(LPF2)和D倍的抽取，LPF2是为了限制信号的频谱，以免抽取后发生混叠。

模拟信号经过A/D转换后分成两路信号，一路信号和NCO输出的正弦信号相乘(同相分量)，一路和NCO输出的余弦信号相乘(正交分量)，之后经过低通滤波器(LPF1)将高频分量滤除，然后信号经过抽取滤波以降低速率，最终输出的两路信号就可以送往后续的数字信号处理器中做进一步的处理。

基于FPGA的数字下变频设计与实现在扩频通信中，数字下变频（DDC）是一种很重要的技术，它包括数字混频器、数控振荡器以及数字滤波器三部分。

而传统的DDC 大多采用专用芯片，虽然其外围电路简单、功能实现容易控制，但其大部分功能已经固化，存在兼容性较差、产品开发灵活性低、后续升级困难等缺陷。

本文利用FPGA 运算快速、易于升级等优点，在简化算法的基础上，用最短的时间进行混频滤波得到两路相交信号。

用Verilog 语言对整个下变频进行行为描述建模，并给出相应的仿真综合结果。

1 正交下变频方案理论分析因为DDC 的数据流是采样信号的速率，DSP 处理芯片很难完成高频实时处理任务，而且FPGA 中通常有大容量ROM 资源，满足查找表所需ROM 资源，所以更适合用FPGA 实现数字正交下变频。

数字正交下变频是借助数控振荡器NCO 通过查找表的方式产生本地正交载波信号，与输入信号进行正交混频，经过低通滤波得到I―Q基带信号。

图1 为其方案框图。

接收机收到的高频信号表达式为：式中，为接收信号的幅值，d(t)为数据信息的波形，c(t)为伪码波形，fc=891 MHz，fd=18.176 MHz 为信号频偏，n(t)为高斯白噪声。

根据带通采样定理，引入单位冲激函数δ(t)构成冲激函数P(t)：输入信号为x(t)，其傅里叶变换为x(ω)，则用fS 抽样后得到抽样信号可表示为：由傅里叶变换性质得到XS(ω)，可表示为：由式(5)可知，A/D 采样使信号频谱发生了周期延拓。

中心频率fC=891 MHz（如图2）经带通欠采样后将信号频谱搬移至fO=18.533 MHz。

fO 是fC 除以fS 后的余数。

这样A/D 采样实现了一个下变频功能。

tips:感谢大家的阅读，。

数字下变频的FPGA实现作者：郑传家屈德新邱晓军周铁解放军理工大学通信工程学院来源: 电子产品世界摘要：本文介绍了数字下变频的组成结构，并通过一个具体的实例，给出了FPGA实现的具体过程。

关键词：FPGA；数字下变频；VHDL引言数字化中频(DIF)频谱分析仪在高中频实现数字化处理，具有分析带宽大、RBW小、测量时长短，可对复杂信号实施时—频分析的功能，因而得到越来越广泛的应用。

但由于现有的数字信号处理器(DSP)处理速度有限，往往难以对高速率A/D采样得到的数字信号直接进行实时处理。

为了解决这一矛盾，需要采用数字下变频(DDC)技术，将采样得到的高速率信号变成低速率基带信号，以便进一步的分析处理。

用现场可编程阵列(FPGA)来设计数字下变频器有许多好处：FPGA在硬件上具有很强的稳定性和极高的运算速度，在软件上具有可编程的特点，可以根据不同的系统要求，采用不同的结构来完成相应的功能，具有很强的灵活性，便于进行系统功能扩展和性能升级。

数字下变频数字下变频的主要目的是经过数字混频将A/D转换输出的中频信号搬移至基带，然后通过抽取，滤波完成信道提取的任务。

因此，数字下变频器由本地振荡器(NCO)、混频器、抽取滤波器和低通滤波器组成，如图1所示。

图1 数字下变频原理图A/D变换后的信号分成两个信号，一个信号乘以正弦序列(同相分量)，下变频至零中心频率上，通过抽取滤波器、整形低通FIR滤波形成与原信号相位相同的信号；另一路信号乘以经过90度相移的正弦序列(正交分量)，同样是下变频至零中心频率上，再通过相同的抽取滤波器、整形低通FIR滤波器，形成与原信号正交的信号。

这样，DDC 输出的低速率、零中频的正交的两路信号送往DSP等数字信号处理器进行后续的数字处理。

DDC的FPGA以某中频数字化接收机为例来说明如何实现基于FPGA的数字下变频器。

输入信号为中频26MHz，带宽500KHz的调频信号，该信号经过A/D变换之后送到DDC(A/D 采样精度为8位，采样率20MHz)，要求DDC将其变换为数字正交基带信号，并实现10倍抽取，即输出给基带处理器的数据速率为2MSPS，最后再经过16阶FIR滤波器进行信号整形。

数字下变频基于FPGA的软件设计与实现【摘要】雷达的数字下变频功能主要是将天线接收到的中频回波信号通过A/D变换后，进行数字下变频处理，转为两路I/Q基带数据。

本文主要设计了一种基于FPGA的数字下变频方法，通过对数字控制振荡器（NCO）及低通滤波器（FIR）的设计及实现，完成了对于不同频率本振信号的数字下变频处理。

结果表明，基于该方案设计的数字下变频功能已在实际系统中得到应用。

【关键词】数字下变频（DDC）；FPGA；数字滤波器【Abstract】The function of DDC is mainly to convert the signal received after A/D conversion by the antenna to Digital Down Convert（DDC），finally into two I/Q baseband data. This paper mainly design a method about Digital Down Conversion based on FPGA，by designing the numerically controlled oscillator （NCO）and a low-pass filter （FIR），to convert different frequency signal with DDC. The results showed that the conversion function has been used in the actual system.【Key words】DDC（Digital Down Convert）；FPGA；FIR Filter0 引言软件无线电是现今无线通信系统的关键技术，其核心思想是让数字化处理功能尽量的靠近天线，从而将更多的处理通过数字的方式完成。

[1]而数字下变频是软件无线电的关键部分，主要完成对信号的AD变换、混频、滤波以及抽取等工作，包括数字混频模块和抽取滤波模块。

文章编号:1001-893X(2004)03-0016-04用FPGA 实现数字下变频杨力生,谭晓衡,杨士中(重庆大学通信工程学院,重庆400044)摘 要:在接收信号的数字化、软化的实现中,数字下变频起着重要的作用。

本文首先介绍了数字下变频的组成结构,然后详细分析了数字下变频的工作原理,描述了在实现数字下变频时,设计方案所采用的高效滤波器 CIC 滤波器和多相抽取滤波器的结构和原理。

最后,用通过Simulink 对数字下变频的性能进行了仿真。

在仿真的基础上使用Insight 公司的FPGA 开发系统,用测试电路实测了数字下变频的性能。

关键词:数字下变频器;FPGA;CIC 数字滤波器;多相滤波器中图分类号:TN773 文献标识码:ARealize Digital Downconversion by FPGAY ANG Li -shen g ,TAN Xiao -heng ,Y ANG Shi -zhong(Communication Engineering School,Chongqing University,Chongqing400044,China)Abstract:Digital downcoversion plays a key role in the digitized and software-oriented process of the received signal.First,the architec ture of the digital downc onvertor(DDC)is introduced.Then the operational principle of DDC is analysed.At the same time,the efficient struc ture of digital filter is described in which DDC is adopted.Finally,the performance simulation results of the DDC is given by Simulink,and on this base,the perfomance of DDC is tested with the FPGA devoloping system of Insight corp.Key words:Digital downcovertor;FPGA;CIC digital filter;Polyphase filter一、序 言在数字接收机中,数字下变频器(DDC)一般执行信道的访问功能。

计算机工程应用技术本栏目责任编辑：梁书基于FPGA 的数字下变频设计许丹（咸阳职业技术学院，陕西咸阳712000）摘要：理想的软件无线电系统需要尽可能地减少模拟环节，而将数字化处理（包括A/D ，D/A 等）尽可能靠近天线端。

数字下变频(DDC)系统作为ADC 与DSP 器件之间的桥梁，主要用来实现对前端高速A/D 采集到的中频信号进行混频、降速和滤波，完成信号的下变频处理。

鉴于FPGA 在工程上的可实现纯并行运算、速度稳定可靠等优点，完成了数字下变频的电路设计和下变频系统多级滤波结构的设计。

关键词：软件无线电；数字下变频；数字控制振荡器；滤波器中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2021)13-0255-02开放科学（资源服务）标识码（OSID ）:Design of Digital Down Conversion Based on FPGA XU Dan(Xianyang Vocational Technical College,Xianyang 712000,China)Abstract:The ideal software radio system needs to minimize the analog part,while the digital processing (including A/D,D/A,etc.)should be as close to the antenna end as possible.Digital Down Conversion (DDC)system,as A bridge between ADC and DSP de⁃vices,is mainly used to realize frequency mixing,speed reduction and filtering of intermediate frequency signals collected from the front-end high-speed A/D,and complete down-conversion processing of signals.Given the FPGA can be realized in engineering pure by its parallel computing,it completes the circuit and multi-stage filter structure design of the digital down conversion .Keywords:Software radio;Digital down converter;Numerical controlled oscillator;filter第五代移动通信系统（5G ）是以用户为中心的全方位信息生态环境，其超低时延、超快传输速率、超高流量密度和超高移动性为用户提供极致的体验。

1 引言数字下变频DDC(digital down lonvwrsionl作为系统前端A／D转换器与后端通用DSP器件间的桥梁，通过降低数据流的速率，将低速数据送给后端通用DSP器件处理，其性能的优劣将对整个软件无线电系统的稳定性产生直接影响。

采用专用DDC器件完成数字下变频，虽具有抽取比大、性能稳定等优点，但价格昂贵，灵活性不强，不能充分体现软件无线电的优势。

FPGA工艺发展迅速，处理能力大大增强，相对于ASIC，DSP，其具有吞吐量高、开发周期短、可实现在线重构诸多优势。

基于这些优点，FPGA在软件无线电的研发中具有重要作用。

2 数字下变频系统数字下变频器在软件无线电系统中完成的功能结构如图1所示，其中包括直接数字频率合成器DDS(direct digital synthesizer)、数字混频器、FIR滤波器、抽取等模块。

原始模拟中频信号经A／D转换器带通采样后得到数字中频信号，输入DDC后先与DDS产生的两路正交本振信号相乘(数字混频)，将数字中频搬移到基带。

混频后得到的数据率和采样率一致，后级FIR滤波器要达到该处理速率。

硬件实现相当困难，因此首先通过抽取模块大大降低数据速率，然后使用高阶FIR低通滤波器对整个信道整形滤波。

滤波输出的两路正基带信号交由下一级DSP器件进行处理。

2．1 混频器的FPGA实现数字混频器将原始采样信号与查找表生成的正、余弦波形分别相乘，最终得到两路互为正交的信号。

由于输入信号的采样率较高，因此要求混频器的处理速度大于等于信号采样率。

单通道的数字下变频系统需要两个数字混频器．也就是乘法器。

XC2V1000器件内嵌64个18×18位硬件乘法器，其最高工作频率为500 MHz，因此采用硬件乘法器完全能够满足混频器的设计要求。

使用Xilinx公司的Multiplier IP核可以轻松实现硬件乘法器的配置。

该设计中采用两路14位的输入信号，输出信号也为14位。

基于FPGA的数字下变频研究实现的开题报告一、研究背景数字下变频技术是电力电子学科中的重要研究方向，其核心思想是通过数字信号处理技术将交流电能转换为可控的直流电能，进而通过逆变器将其转换为交流电源，用于驱动各种负载。

数字下变频技术被广泛应用于工业控制、交通运输、农业生产、医疗卫生等领域，已成为电力电子学科中不可或缺的重要部分。

FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种基于现场可编程门阵列结构的可编程逻辑设备，具有可编程性高、灵活性强、速度快等优点，广泛应用于数字信号处理、计算机视觉、通信网络、高级控制等领域，并成为数字下变频研究中的重要工具。

因此，基于 FPGA 的数字下变频技术的研究具有重要意义，对于提高数字下变频技术的效率、可靠性和应用范围具有重要意义。

二、研究内容和方法本文研究基于 FPGA 的数字下变频技术，主要包括以下内容：1. 数字下变频技术的原理和发展现状。

介绍数字下变频技术的基本原理和逆变器的工作原理，总结数字下变频技术的发展现状和研究动态。

2. 基于 FPGA 的数字下变频技术的设计和实现。

通过对数字下变频技术进行分析和研究，设计和实现基于 FPGA 的数字下变频的系统结构，并实现数字信号的采集、处理、控制等功能，从而实现优化系统的效率和控制质量。

3. 数字下变频技术的实验验证。

通过搭建数字下变频技术实验平台，验证基于 FPGA 的数字下变频技术的可行性和优越性，分析其在实际应用中的多重优势和局限性。

研究方法涉及理论分析与建模、软硬件开发、系统实现与测试。

三、研究预期结果1. 实现基于 FPGA 的数字下变频系统，并验证其可行性和优越性。

2. 提高数字下变频技术的效率和控制质量，优化系统架构和设计方案。

3. 推动数字下变频技术的应用和发展，为工业控制、交通运输、农业生产、医疗卫生等领域的应用提供关键技术支持。

四、研究意义本研究的成果将具有重要的实际应用价值和理论意义。