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基于FPGA的数字中频接收机的研究的中期报告

中期报告：

一、前言

数字中频接收机对现代通信技术的发展至关重要FPGA作为一种可

编程的硬件平台，具有高度灵活性和可重构性，被广泛应用于数字中频

接收机的设计与实现。本文旨在研究基于FPGA的数字中频接收机，使其

实现高性能、高稳定性、低功耗的数据接收与处理功能

二、设计思路

数字中频接收机的基本原理是将接收到的高频信号经过频率转换后

得到中频信号，将其数字化后进行信号处理。因此，数字中频接收机的

设计流程可分为信号接收、中频转换、AD转换、数字信号处理等几个模

块

1.信号接收模块

信号接收模块负责将外界的电磁信号经过放大、滤波等处理后，送

入中频转换模块。由于FPGA的输入输出电平约为3.3V，因此需要增加

一个电平转换器

2.中频转换模块

中频转换模块将接收到的高频信号通过一个局部振荡器进行频率转

换，得到目标频率的中频信号。由于中频信号的带宽通常较窄，因此在

中频转换前需要进行滤波

3.AD转换模块

AD转换模块将中频信号进行模数转换，得到数字化的信号。由于

FPGA内部集成了ADC模块，因此AD的转换可以通过FPGA内部模块直

接实现

4.数字信号处理模块

数字信号处理模块对数字化的信号进行信号处理，如滤波、解调等，

最终得到需要的数据信号

三、设计方案

基于以上思路，本文设计方案如下：

1.信号接收模块

信号接收模块采用低噪声放大器对外界信号进行放大，同时加入低

通滤波器降低噪声。由于FPGA的输入输出电平为3.3V，因此增加一个

电平转换器，将信号转换为3.3V以内的电平

2.中频转换模块

中频转换模块采用射频变频器进行中频转换，同时加入带通滤波器

去除带外干扰

3.AD转换模块

AD转换模块采用FPGA内部的ADC模块进行转换，转换精度为12

位，采样率为50MHz

4.数字信号处理模块

数字信号处理模块采用FPGA内部开发平台进行开发，实现数字信

号的滤波、解调等功能，得到需要的数据信号

四、设计结果与分析

本文采用FPGA进行数字中频接收机的设计，经过测试表明，该方

案具有较好的性能和稳定性。信号接收模块能够有效地抑制噪声，减少

干扰；中频转换模块能够精确地进行频率转换，得到所需的中频信号；

AD转换模块能够实现较高的转换精度和采样率；数字信号处理模块能够

对数字化信号进行有效的滤波和解调，从而得到需要的数据信号

五、总结与展望

本文采用FPGA进行数字中频接收机的设计，实现了高性能、高稳

定性、低功耗的数据接收与处理功能。但是，仍有需要改进的地方，如

增加算法的优化、采用更高速的ADC模块等。未来，将会继续深入研究

基于FPGA的数字中频接收机，为现代通信技术的发展做出更大的贡献