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随着科学技术的飞速发展,广播技术也随之迅速发展。广播已经从调幅、调频广播发展到了第三代的数字音频广播,而广播的数字化也正是当今广播技术的发展趋势。对数字调频激励器的研究无论是对加速广播数字化的进程还是推广调频同步广播都有着重大的意义。
当今社会是数字化的社会,是数字集成电路广泛应用的社会。数字集成电路已经从电子管、晶体管、中小规模集成电路、超大规模集成电路(VLSIC)逐步发展到今天的专用集成电路(ASIC)。现场可编程门阵列(FPGA)是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。在数字调频激励器基带信号处理部分的设计中,充分利用FPGA在逻辑控制以及快速并行地进行数字信号处理的优势,在系统实现的方便性、接口设计的灵活性、开发周期、成本等方面都有着重大的意义。
论文讨论的主题是FPGA在数字调频激励器中的应用。首先介绍了FPGA基本结构以及设计方法,并从分析数字调频激励器的系统构成出发,分析了FPGA在系统中所承担的工作,选择了FPGA的具体型号;然后详细说明了使用FPGA实现直接数字频率合成(DDS)的基本方法,并在此基础上介绍了立体声复合基带信号合成和数据广播调制的FPGA实现。在研究数字上变频器(DUC)结构和功能的基础上,介绍了直接数字调频(DDFM)的原理,并设计出了合理的多倍内插器,基于正交调制技术和DDS技术实现了DDFM。对于系统中通信接口的设计,详细介绍了FPGA与DSP两种通信方式的实现和UART模块的设计。FPGA设计是在QuanusII设计工具中使用原理图(Schematic)输入和硬件描述语言(VHDL)输入对FPGA进行编程的方法,同时也结合Matlab/DSP Builder进行辅助设计,设计结果不仅在QuartusII作了仿真,同时也利用了Matlab工具进行了更直观的数据分析。论文最后给出了在设计过程中遇到的问题和积累的经验。