数字通信同步技术的MATLAB与FPGA实现 - PPT版
简介
本资源文件为《数字通信同步技术的MATLAB与FPGA实现》的PPT版，涵盖了数字通信中同步技术的基本概念、实现方法以及在FPGA中的具体应用。内容详实，适合电子通信、信号处理等相关领域的学生、研究人员以及工程师参考学习。
目录结构
第1章 同步技术的概念及FPGA基础
- 1.1 数字通信中的同步技术
- 1.2 同步技术的实现方法
- 1.2.1 两种不同的实现原理
- 1.2.2 常用的工程实现途径
- 1.3 FPGA概念及其在信号处理中的应用
- 1.3.1 基本概念及发展历程
- 1.3.2 FPGA的结构和工作原理
- 1.3.3 FPGA在数字信号处理中的应用
- 1.4 Xilinx器件简介
- 1.4.1 Xilinx器件概况
- 1.4.2 Spartan系列器件
- 1.4.3 Virtex系列器件
- 1.5 设计语言及环境简介
- 1.5.1 VHDL语言
- 1.5.2 ISE环境及综合仿真工具
- 1.5.3 FPGA设计流程
- 1.5.4 MATLAB软件
- 1.5.5 MATLAB与ISE的数据交互
- 1.6 小结
第2章 FPGA实现数字信号处理基础
- 2.1 FPGA中数的表示
- 2.1.1 莱布尼兹与二进制
- 2.1.2 定点数表示
- 2.1.3 浮点数表示
- 2.2 FPGA中数的运算
- 2.2.1 加/减法运算
- 2.2.2 乘法运算
- 2.2.3 除法运算
- 2.2.4 有效数据位的计算
- 2.3 有限字长效应
- 2.3.1 字长效应的产生因素
- 2.3.2 A/D变换的字长效应
- 2.3.3 系统运算中的字长效应
- 2.4 FPGA中的常用处理模块
- 2.4.1 乘法器模块
- 2.4.2 除法器模块
- 2.4.3 浮点运算模块
- 2.4.4 滤波器模块
- 2.4.5 数字频率器模块
- 2.5 小结
第3章 锁相技术原理及应用
- 3.1 锁相环的工作原理
- 3.1.1 锁相环路的模型
- 3.1.2 锁定与跟踪的概念
- 3.1.3 环路的基本性能要求
- 3.2 锁相环的组成
- 3.2.1 鉴相器
- 3.2.2 环路滤波器
- 3.2.3 压控振荡器
- 3.3 锁相环路的动态方程
- 3.3.1 非线性相位模型
- 3.3.2 线性相位模型
- 3.3.3 环路的传递函数
- 3.4 锁相环路的性能分析
- 3.4.1 暂态信号响应
- 3.4.2 环路的频率响应
- 3.4.3 环路的稳定性
- 3.4.4 非线性跟踪性能
- 3.4.5 环路的捕获性能
- 3.4.6 环路的噪声性能
- 3.5 锁相环路的应用
- 3.5.1 环路的两种跟踪状态
- 3.5.2 调频解调器
- 3.5.3 调相解调器
- 3.5.4 调幅信号的相干解调
- 3.5.5 锁相调频器
- 3.5.6 锁相调相器
- 3.6 小结
第4章 载波同步的FPGA实现
- 4.1 载波同步的原理
- 4.1.1 载波同步的概念及实现方法
- 4.1.2 锁相环的工作方式
- 4.2 锁相环路的数字化模型
- 4.2.1 数字鉴相器
- 4.2.2 数字环路滤波器
- 4.2.3 数字控制振荡器
- 4.2.4 数字环路的动态方程
- 4.3 输入信号建模与仿真
- 4.3.1 工程实例需求
- 4.3.2 输入信号模型
- 4.3.3 输入信号的MATLAB仿真
- 4.4 载波同步环的参数设计
- 4.4.1 总体性能参数设计
- 4.4.2 数字鉴相器设计
- 4.4.3 环路滤波器及数控振荡器设计
- 4.5 载波同步环的FPGA实现
- 4.5.1 顶层模块的VHDL实现
- 4.5.2 IIR低通滤波器的VHDL实现
- 4.5.3 环路滤波器的VHDL实现
- 4.5.4 同步环路的FPGA实现
- 4.6 载波同步环的仿真测试
- 4.6.1 测试激励的VHDL设计
- 4.6.2 单载波输入信号的仿真测试
- 4.6.3 调幅波输入信号的仿真测试
- 4.6.4 关于载波环路参数的讨论
- 4.7 小结
第5章 抑制载波同步的FPGA实现
- 5.1 抑制载波同步的原理
- 5.1.1 平方环工作原理
- 5.1.2 同相正交环工作原理
- 5.1.3 判决反馈环工作原理
- 5.2 输入信号建模与仿真
- 5.2.1 工程实例需求
- 5.2.2 DPSK调制原理及信号特征
- 5.2.3 DPSK信号传输模型及仿真
- 5.3 平方环的FPGA实现
- 5.3.1 改进的平方环原理
- 5.3.2 环路性能参数设计
- 5.3.3 带通滤波器设计
- 5.3.4 顶层模块的VHDL实现
- 5.3.5 带通滤波器的VHDL实现
- 5.3.6 其他模块的VHDL实现
- 5.3.7 FPGA实现后的仿真测试
- 5.4 同相正交环的FPGA实现
- 5.4.1 环路性能参数设计
- 5.4.2 低通滤波器VHDL实现
- 5.4.3 其他模块的VHDL实现
- 5.4.4 顶层模块的VHDL实现
- 5.4.5 FPGA实现后的仿真测试
- 5.4.6 同相支路的判决及码型变换
- 5.5 判决反馈环的FPGA实现
- 5.5.1 环路性能参数设计
- 5.5.2 顶层模块的VHDL实现
- 5.5.3 积分判决模块的VHDL实现
- 5.5.4 FPGA实现后的仿真测试
- 5.6 小结
第6章 自动频率控制的FPGA实现
- 6.1 自动频率控制的概念
- 6.2 最大似然频偏估计的FPGA实现
- 6.2.1 最大似然频偏估计的原理
- 6.2.2 最大似然频偏估计的MATLAB仿真
- 6.2.3 频偏估计的FPGA实现方法
- 6.2.4 CORDIC核的使用
- 6.2.5 顶层文件的VHDL实现
- 6.2.6 频偏估计模块的VHDL实现
- 6.2.7 FPGA实现及仿真测试
- 6.3 基于FFT载频估计的FPGA实现
- 6.3.1 离散傅里叶变换
- 6.3.2 FFT算法原理及MATLAB仿真
- 6.3.3 FFT核的使用
- 6.3.4 输入信号建模与MATLAB仿真
- 6.3.5 基于FFT载频估计的VHDL实现
- 6.3.6 FPGA实现及仿真测试
- 6.4 FSK信号调制解调原理
- 6.4.1 数字频率调制
- 6.4.2 FSK信号的MATLAB仿真
- 6.4.3 FSK相干解调原理
- 6.4.4 AFC环解调FSK信号的原理
- 6.5 AFC环的FPGA实现
- 6.5.1 环路参数设计
- 6.5.2 顶层模块的VHDL实现
- 6.5.3 鉴频器模块的VHDL实现
- 6.5.4 FPGA实现及仿真测试
- 6.6 小结
第7章 位同步技术的FPGA实现
- 7.1 位同步的概念及实现方法
- 7.1.1 位同步的概念
- 7.1.2 滤波法提取位同步
- 7.1.3 数字锁相环位同步法
- 7.2 微分型位同步的FPGA实现
- 7.2.1 微分型位同步的原理
- 7.2.2 顶层模块的VHDL实现
- 7.2.3 双相时钟信号的VHDL实现
- 7.2.4 微分鉴相模块的VHDL实现
- 7.2.5 单稳触发器的VHDL实现
- 7.2.6 控制及分频模块的VHDL实现
- 7.2.7 位同步形成及移相模块的VHDL实现
- 7.2.8 FPGA实现及仿真测试
- 7.3 积分型位同步的FPGA实现
- 7.3.1 积分型位同步的原理
- 7.3.2 顶层模块的VHDL实现
- 7.3.3 积分模块的VHDL实现
- 7.3.4 鉴相模块的VHDL实现
- 7.3.5 FPGA实现及仿真测试
- 7.4 改进位同步技术的FPGA实现
- 7.4.1 正交支路积分输出门限判决法
- 7.4.2 数字式滤波器法的工作原理
- 7.4.3 随机徘徊滤波器的VHDL实现
- 7.4.4 随机徘徊滤波器的仿真测试
- 7.4.5 改进的数字滤波器工作原理
- 7.4.6 改进滤波器的VHDL实现
- 7.5 小结
第8章 帧同步技术的FPGA实现
- 8.1 异步传输与同步传输的概念
- 8.1.1 异步传输的概念
- 8.1.2 同步传输的概念
- 8.1.3 异步传输与同步传输的区别
- 8.2 起止式同步的FPGA实现
- 8.2.1 RS-232串口通信协议
- 8.2.2 顶层模块的VHDL实现
- 8.2.3 时钟模块的VHDL实现
- 8.2.4 数据接收模块的VHDL实现
- 8.2.5 数据发送模块的VHDL实现
- 8.2.6 FPGA实现及仿真测试
- 8.3 帧同步码组及其检测原理
- 8.3.1 帧同步码组的选择
- 8.3.2 间隔式插入法的检测原理
- 8.3.3 连贯式插入法的检测原理
- 8.3.4 帧同步的几种状态
- 8.4 连贯式插入法帧同步的FPGA实现
- 8.4.1 实例要求及总体模块设计
- 8.4.2 搜索模块的VHDL实现及仿真
- 8.4.3 校核模块的VHDL实现及仿真
- 8.4.4 同步模块的VHDL实现及仿真
- 8.4.5 帧同步系统的FPGA实现及仿真
- 8.5 小结
使用说明
本PPT资源适用于以下场景：
- 电子通信、信号处理等相关课程的教学辅助材料。
- 研究人员在进行数字通信同步技术研究时的参考资料。
- 工程师在实际工程项目中进行FPGA设计和实现时的技术指南。
贡献
如果您在使用过程中发现任何问题或有改进建议，欢迎提交Issue或Pull Request。
许可证
本资源文件遵循MIT许可证，详情请参阅LICENSE文件。