基于FPGA的广播覆盖效果监测记录仪设计与研究

论文摘要

本文通过分析国内外广播覆盖效果监测记录装置的发展现状，针对我国当前广播部门的要求和工程实际问题，研制了一种基于FPGA技术的新型广播覆盖效果监测记录装置。论文完成了基本的硬件电路设计、FPGA控制与转换电路的设计和主控计算机软件设计。硬件设计方面，根据广播系统中数据采集和处理的实际特点，采用收音模块对接收到的广播信号进行接收、预处理等操作；采用FPGA控制多路选择器的方式进行多通道的切换；用FPGA控制双路A／D(MAXll08)以及语音编解码芯片TLC320AD50C进行数据采集：同时使用FPGA实现其他控制和转换功能；通讯部分FPGA先用MAX3232E将TTL电平转换为RS232电平，然后与主控计算机连接，最后主控计算机通过MODEM与远程主机进行通讯。FPGA设计方面，系统通过对FPGA的编程实现了A／D控制、FIFO、分频、串并转和异步串口UART等功能。主控计算机完成远程通信和参数计算等功能。论文的最后总结了FPGA调试方法的选择和注意事项，并且分析了系统的误差。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 广播监测技术简介
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本课题研究的意义
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 2 广播监测系统原理概述
• 2.1 调幅、调频广播信号的特点
• 2.2 广播参数的测量原理与计算方法
• 2.2.1 场强的测量原理和计算方法
• 2.2.2 调幅度的测量原理和计算方法
• 2.3 广播监测系统的基本构成
• 3 广播监测系统的设计方案
• 3.1 系统原理及框图
• 3.2 广播监测记录仪的设计
• 3.2.1 广播监测记录仪的设计要求
• 3.2.2 监测记录仪的收音板电路和监测系统框图
• 4 广播监测记录仪的硬件设计
• 4.1 硬件设计准则
• 4.2 各部分电路介绍
• 4.2.1 收音及预处理部分
• 4.2.2 信号采集部分
• 4.2.3 监控单元的通信模块
• 5 信号控制处理部分
• 5.1 Spartan II系列产品性能特点
• 5.2 Spartan II系列产品的器件结构
• 5.2.1 CLB模块
• 5.2.2 IOB模块
• 5.2.3 BlocKRAM模块
• 5.2.4 DLL模块
• 5.3 FPGA控制与处理功能介绍
• 5.4 FPGA控制与处理电路设计
• 5.4.1 FPGA对多路选择器CD4051控制电路
• 5.4.2 A/D芯片MAX1108的控制电路
• 5.4.3 语音编解码A/D芯片TLC320AD50C的控制电路
• 5.4.4 串并转换电路
• 5.4.5 异步FIFO电路
• 5.4.6 UART（通用异步收发器）电路
• 5.4.7 分频器电路
• 6 主控计算机的软件设计
• 6.1 主控计算机的软件功能
• 6.2 主控计算机数据处理流程图
• 7 FPGA调试以及系统误差分析
• 7.1 FPGA调试方法选择和注意事项
• 7.1.1 FPGA调试方法选择
• 7.1.2 FPGA调试注意事项
• 7.2 系统的误差分析
• 7.3 测量结果
• 8 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献