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fpga0002 数字电视QAM调制器

项目介绍

  随着数字时代的到来,数字电视逐渐代替了彩色和黑白电视,而正交幅度调制器(QAM Modulator)作为一种高频谱利用率的数字调制方式,在数字电视中得到了广泛的应用。再加上集成电路和数字通信技术飞速发展,FPGA 作为集成度高、使用方便、代码可移植性等优点的通用逻辑开发芯片,在电子设计行业深受欢迎,市场占用率不断攀升。本文就介绍了基于FPGA平台的16QAM技术,首先对QAM的调制解调原理进行了分析,然后通过MATLABQAM调制技术进行了仿真实现,证明其算法的可行性,将算法改写成Verilog HDL语言移植到FPGA中,设计出了基于FPGA硬件平台的16QAM调制器。

关键词:数字电视;正交幅度调制器;16QAMMATLABFPGA

目    录
1绪论    3
2 QAM原理概述    5
2.1 QAM的定义    5
2.2 MQAM星座图    5
2.3 QAM调制原理    8
2.4 QAM解调原理    9
2.5 QAM设计方案    10
3 16QAM调制MATLAB仿真    11
3.1 MATLAB简介    11
3.2 16QAM算法分析    12
3.3 MATLAB仿真    12
4 16QAM调制器的硬件设计    16
4.1 系统硬件平台的制作    16
4.2 基本电路原理图设计    16
4.3主芯片的选型    17
4.4 时钟电路    17
4.6 复位电路    18
4.7 配置电路    19
4.8 A/D和D/A电路    20
4.9 按键和数码管显示电路    20
5 16QAM调制器的FPGA仿真    22
5.1 开发工具简介    22
5.2 硬件描述语言    22
5.3 模块化设计    22
5.3.1 PLL倍频模块    23
5.3.2 基带产生模块    23
5.3.3 16QAM调制模块    24
5.4 QuartusII仿真    25
6结论    26
7致谢    27
8参考文献    28
附录:    29

本文的工作内容和结构

本人在课题中完成的工作有:数字卫星电视16QAM调制的系统总体方案的论证,利用MATLAB软件对其算法进行仿真验证。设计FPGA硬件原理图,给出一个FPGA硬件平台的设计方案。最后在QuartusII9.0软件中实现FPGA的编程和仿真验证。

本文正是课题中本人所做工作的总结,文章结合开发的具体实践,按照系统信号处理流程为顺序,以系统结构单元为章节介绍了该系统的设计与实现。

全文共五章,文章的结构安排如下:

第一章为绪论,介绍了课题的背景、意义,使了解到数字电视的发展现状和与本系统设计相关的标准,最后给出了全文的主要内容和框架结构。

第二章为QAM原理概述,研究了 QAM 调制解调的基本原理,然后重点论证 QAM 调制器的系统方案设计,提出了以 FPGA 为核心的硬件解决方案并对其进行了主要功能模块的划分。

第三章至第五章介绍了构成系统各单元的实现方案与实现结果。

第三章为16QAM的算法分析和仿真,这一章对数字卫星电视调制器的16QAM算法进行分析,并用MATLAB进行仿真,为FPGA实现做准备。

第四章为FPGA的硬件设计,深入研究了基于 FPGA 的 电路设计,芯片介绍、FPGA 型号的选取及详细研究FPGA部分电路设计。

第五章为16QAMFPGA实现,设计与实现了基于FPGA16QAM调制技术,给出了系统软件流程,并在QuartusII软件中进行了功能仿真。

第六章为结论,客观总结了课题的成功和需完善之处。


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