基于FPGA的自动增益控制视频放大器设计

论文题目: 基于FPGA的自动增益控制视频放大器设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 张坚

导师: 顾红

关键词: 自动增益控制,宽频带放大器,可编程增益放大器

文献来源: 南京理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 采用自动增益控制(AGC)技术实现的宽频带放大器在雷达系统及其他相关电子领域有着广泛的应用。 本文详细讨论了基于FPGA和可编程增益放大器(PGA)实现的自动增益控制宽带视频放大器的设计及实现方法。首先给出了自动增益控制宽带放大器取样反馈、数字控制部分的多种实现方案,并根据实际应用情况及性能指标要求进行了方案论证。接着,分别介绍了模拟通道部分、数字取样模块、FPGA逻辑控制模块及数模转换模块,包括它们的芯片选择、实现方法和注意事项等。最后,对FPGA逻辑控制模块进行了功能分解,并以Xilinx ISE和Modelsim为开发平台完成了其子模块的程序设计及相关阶段的仿真。 本文实现的电路板可对带宽达40M的信号进行平稳的放大并输出较平坦的信号波形。同时,该电路板具有自动增益及固定增益选择能力。当选择自动增益方式时,增益的改变通过增益同步脉冲触发,触发脉冲可由系统内部周期产生或外部提供。

论文目录:

1 绪论

1.1 自动增益控制基本概念

1.2 雷达系统中的增益控制

1.2.1 雷达接收机的动态范围

1.2.2 AGC在雷达系统中的应用

1.2.3 瞬时自动增益控制(IAGC)

1.2.4 近程增益控制(STC)

1.3 自动增益控制宽带放大器的应用背景

1.4 论文的主要研究工作

2 自动增益控制宽带放大器设计

2.1 引言

2.2 系统输入信号的时域波形分析

2.3 方案论证与比较

2.3.1 模拟通道部分实现的方案选择

2.3.1.1 增益控制部分

2.3.1.2 数据取样反馈部分

2.3.2 用DSP技术实现数字控制功能

2.3.3 用可编程逻辑器件FPGA实现数字控制

2.4 系统组成

2.5 本章小节

3 模拟电路部分设计

3.1 引言

3.2 输入缓冲级

3.2.1 输入缓冲级的功能及相关考虑

3.2.2 OPA642简介

3.3 PGA放大级电路设计

3.3.1 PGA放大级的功能及相关考虑

3.3.2 集成可变增益放大器AD603简介

3.4 模拟电路的原理图设计与PCB布局布线

3.5 本章小节

4 数字电路部分设计

4.1 引言

4.2 高速ADC芯片AD9042简介

4.3 单输入双输出数模转换芯片TLV5618

4.4 AGC控制电压形成

4.4.1 Xilinx Virtex系列FPGA芯片XCV200简介

4.4.2 平均功率计算

4.4.3 AGC控制算法

4.5 FPGA功能模块

4.5.1 FPGA器件符号框图及输入输出信号定义

4.5.2 系统功能分解

4.5.3 输入缓冲与输入功率计算模块

4.5.4 功率比较与控制电压输出模块

4.6 本章小节

5 FPGA功能模块设计与仿真

5.1 引言

5.2 FPGA设计工具—XILINX ISE

5.3 FPGA仿真工具—MODELSIM简介

5.4 各功能模块的设计、调试及仿真

5.4.1 输入缓冲与输入功率计算模块(power_gen)

5.4.1.1 乘累加模块MAC

5.4.1.2 锁存移位模块latch_shift

5.4.1.3 累加值计数模块Count_256k

5.4.1.4 外部增益同步信号允许模块syn_en

5.4.1.5 Power_gen模块的仿真

5.4.2 功率比较与控制电压输出模块(agc_contr)

5.4.2.1 功率比较模块compa

5.4.2.2 同步信号控制模块syn_control

5.4.2.3 串行接口模块to_serial

5.4.2.4 Agc_contr模块的仿真

5.4.3 AGC系统合成与仿真

5.5 本章小节

6 结束语

致谢

参考文献

发布时间: 2005-09-12

参考文献

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