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FPGA 建议数字信号传输性能分析仪.doc

发布时间：2022-06-14 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.44M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    第一章 绪论
    1.1 课题的研究意义
    1.2 简易数字信号传输性能分析仪的组成
    1.2.1 简易数字信号传输性能分析仪的组成
    1.2.2 信号发生部分
    1.2.3 模拟信道部分
    1.2.4 数字信号分析部分
    1.2.5 示波器显示部分
    第二章 眼图的介绍
    2.1 眼图的形成原理
    2.1.1 对眼图的形成原理介绍
    2.1.2 对眼图的分析
    2.2 眼图参数定义
    2.2.1 眼图的各项参数
    2.2.2 眼图的性能
    2.3 眼图与误码率
    2.4 眼图的生成
    第三章 软件开发环境的介绍
    3.1 QuartusⅡ的概述
    3.1.1 QuartusⅡ的产生
    3.1.2 QuartusⅡ的应用
    3.2 Multisim的概述
    3.2.1 Multisim 的基本概念
    3.2.2 Multisim 产生的背景
    3.2.3 Multisim 的组成
    3.2.4 Multisim仿真的内容
    3.3 MATLAB概述
    3.3.1 MATLAB基本介绍
    3.3.2 MATLAB的基本功能
    3.3.3 MATLAB的基本应用及发展历程
    3.3.4 Simulink重要功能
    第四章 软件设计部分
    4.1 信号发生部分
    4.1.1 M序列的产生
    4.1.2 伪随机信号的产生
    4.2 模拟信道部分
    4.2.1 软件模拟的低通滤波器部分
    4.2.2 硬件设计的低通滤波器部分
    4.2.3 硬件设计的比较器部分
    4.2.4 硬件设计的伪随机信号电路部分
    4.2.5 硬件设计加法器部分
    4.3 数字信号分析部分
    4.3.1 信号接收的数字滤波部分
    4.3.2 对滤波后的信号进行还原处理
    4.3.3 同步时钟提取
    第五章 级联调试
    结束语
    致谢
    参考文献
    附录A：
    附录B：
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） 分类号 编号 烟台大学文经学院 毕 业 论 文（设 计） 简易数字信号传输性能分析仪 Simple Dgital Sgnal Tansmission Prformance Aalyzer 申请学位： 工学学士 院 系： 电子信息与计算机科学 专 业： 通信工程 姓 名： 侯文宾 学 号： 2008905212211 指导老师： 张昌州（讲师） 2011 年 6 月 8 日 烟台大学文经学院
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） 申请学士学位论文 简易数字信号传输性能分析仪 申请人： 侯文宾 导 师： 张昌州 2011 年 4 月 18 日 烟台大学文经学院
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） 烟台大学文经学院毕业论文（设计）任务书 院（系）：文经学院 姓名 侯文宾 学号 200890512211 毕业届 别 2012 专业 通信工程 毕业论文（设计）题目 简易数字信号传输性能分析仪 指导教师 张昌州 学历 本科 职称 讲师 具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)： 所学 专业 通信工程 主要内容：基于 FPGA 设计的简易数字信号传输性能分析仪，如：数字信号 m 序列的产 生、模拟信道的设计、伪随机信号的产生、利用 FPGA 对模拟信道的信号进行处理，通 过示波器产生眼图来观察信号的好坏。 主要参考资料：《模拟电子技术》、《verilog 数字系统设计教程》、《SOPC 技术实用教程》 进度安排： 2011 年 3 月 18 日前，确定毕业设计题 2011 年 3 月 19 日至 2011 年 4 月 15 日，进行毕业设计调研，收集资料，完成开题报告。 2011 年 4 月 16 日至 2011 年 5 月 23 日，进行毕业设计。 2011 年 5 月 24 日至 2011 年 6 月 2 日，进行毕业设计资料整理，整理设计报告，完善 设计作品。 2011 年 6 月 2 日至 2011 年 6 月 7 日，提交毕业设计作品及论文初稿，由指导老师审阅、 修改。 院（系）意见： 备注： 指导教师（签字）： 2007 年 月 日 教学院长（主任）（签字）： 年 月 日
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） [摘要] 在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率 的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带 传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串 扰和噪声对系统性能的影响。本课题就是为了模拟信号在传输过程中的码间干扰对信号的 影响，统设计利用 FPGA 芯片作为信息处理核心，应用线性移位寄存器理论并基于 FPGA 中的 DSP bulider 构造产生 m 序列的数字信号发生器和伪随机序列发生器。在数字分析模 块中利用 FPGA 中的 IP 核实现 FIR 数字滤波提取模拟信道中的有效信号，并提取其位同 步时钟，将产生的同步信号送入示波器显示眼图，从而分析数字信号传输性能，并能稳定 看到眼图。 [关键词] 码间干扰；FPGA；DSP bulide；眼图
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） Abstract: The actual number of interconnection systems completely eliminate the intersymbol interference is very difficult, the impact of the error rate is not yet possible to find the mathematically easy to deal with the statistical law of the ISI, can not accurately calculate. In order to measure the performance of the pros and cons of the baseband transmission system in the laboratory, usually with an oscilloscope to observe the received signal waveform to analyze the impact of intersymbol interference and noise on system performance. This topic is to the analog signal in the transmission process of inter-symbol interference signal system design using FPGA chip as the core of information processing, using the linear theory of shift register-based FPGA the DSP bulider construct m sequence of digital signal generator and a pseudo-random sequence generator. Use in the statistical analysis module in the FPGA IP core implementation of FIR digital filter to extract the analog channel signals, and extract the bit synchronization clock synchronization signal into the oscilloscope to display the eye diagram to analyze the digital signal transmission performance and stable to see the eye diagram. Keywords: Inter-symbol interference; FPGA; DSP bulide; eye diagram
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） 目录 3.1 第一章 绪论 ................................................................ 1 1.1 课题的研究意义............................................................................................................1 1.2 简易数字信号传输性能分析仪的组成........................................................................2 1.2.1 简易数字信号传输性能分析仪的组成.............................................................2 1.2.2 信号发生部分.....................................................................................................2 1.2.3 模拟信道部分.....................................................................................................2 1.2.4 数字信号分析部分...............................................................................................3 1.2.5 示波器显示部分...............................................................................................3 第二章 眼图的介绍 .......................................................... 4 2.1 眼图的形成原理............................................................................................................4 2.1.1 对眼图的形成原理介绍.....................................................................................4 2.1.2 对眼图的分析...................................................................................................5 2.2 眼图参数定义................................................................................................................6 2.2.1 眼图的各项参数.................................................................................................6 2.2.2 眼图的性能.........................................................................................................7 2.3 眼图与误码率................................................................................................................9 2.4 眼图的生成....................................................................................................................9 第三章 软件开发环境的介绍 ................................................. 10 QuartusⅡ的概述........................................................................................................10 3.1.1 QuartusⅡ的产生.............................................................................................10 QuartusⅡ的应用...........................................................................................10 3.1.2 Multisim 的概述.........................................................................................................11 3.2.1 Multisim 的基本概念.....................................................................................11 3.2.2 Multisim 产生的背景 .................................................................................. 11 Multisim 的组成 .........................................................................................12 3.2.3 Multisim 仿真的内容 .................................................................................12 3.2.4 MATLAB 概述...............................................................................................................12 3.3.1 MATLAB 基本介绍..............................................................................................12 3.3.2 MATLAB 的基本功能..........................................................................................13 3.3.3 MATLAB 的基本应用及发展历程......................................................................13 3.3.4 Simulink 重要功能 ........................................................................................14 第四章 软件设计部分 ....................................................... 15 4.1 信号发生部分..............................................................................................................15 4.1.1 M 序列的产生....................................................................................................15 4.1.2 伪随机信号的产生...........................................................................................15 4.2 模拟信道部分..............................................................................................................16 4.2.1 软件模拟的低通滤波器部分...........................................................................16 4.2.2 硬件设计的低通滤波器部分...........................................................................16 4.2.3 硬件设计的比较器部分...................................................................................17 4.2.4 硬件设计的伪随机信号电路部分...................................................................17 4.2.5 硬件设计加法器部分.......................................................................................18 4.3 数字信号分析部分......................................................................................................19 3.2 3.3
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） 4.3.1 信号接收的数字滤波部分...............................................................................19 4.3.2 对滤波后的信号进行还原处理.......................................................................19 4.3.3 同步时钟提取...................................................................................................19 第五章 级联调试 ........................................................... 20 结束语 ..................................................................... 21 致谢 ....................................................................... 22 参考文献 ................................................................... 23 附录 A： ................................................................... 24 附录 B： ................................................................... 25
    烟台大学文经学院毕业论文（设计） 第一章 绪论 1.1 课题的研究意义 在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的 影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带 传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间 串扰和噪声对系统性能的影响，然而这就是我们最常用的眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的 Y 轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步 时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛， 因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两只“眼睛”。 眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值 中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在 示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时， 波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上 噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小 表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能直观地表明码间串扰和 噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器 的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。 1
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