Xilinx FPGA数字电路设计基本信息

书    名 Xilinx FPGA数字电路设计 出版社 科学出版社
ISBN 9787030326973 作    者 郑群星

Chapter 1 使用FPGA芯片设计数字电路的方法

1.1 什么是FPGA

1.2 FPGA芯片的发展过程及其基本架构

1.2.1 PLD的基本架构

1.2.2 PLD的种类

1.3 XilinxFPGA的基本架构

1.3.1 XilinxSpartan?3ANFPGA的基本架构

1.4 XilinxSpartan3ANFPGA芯片型号代表的意义

1.5 数字电路的传统设计方法

1.6 使用FPGA设计数字电路的方法

1.6.1 使用绘图方式设计数字电路的方法

1.6.2 使用VHDL硬件描述语言设计数字电路的方法

1.6.3 使用Verilog硬件描述语言设计数字电路的方法

1.6.4 使用状态机方式设计数字电路的方法

1.7 XilinxISE开发系统功能简介

1.8 使用XilinxISE开发系统设计FPGA及CPLD操作方式的差异

1.9 XilinxISimSimulator简介

1.1 0ModelSim模拟器简介

Chapter2 XilinxISEWebPACK及ModelSimXE

模拟器的下载及安装

2.1 ISEWebPACK软件的下载

2.1.1 登录Xilinx公司网站

2.1.2 进行注册

2.1.3 下载ISEWebPACK软件

2.1.4 ISEWebPACK更新文件的下载

2.1.5 License文件的产生及下载

2.2 ISEWebPACK软件的安装

2.3 XilinxISEWebPACK的更新

2.4 ModelSimXE模拟器的下载及安装

2.4.1 ModelSimXE模拟器的下载

2.4.2 ModelSimXE模拟器的安装

2.4.3 MdelSimLicense文件的下载及安装

2.5 ISEWebPACKLicense文件的更新方法

Chapter3 FPGA芯片开发板

3.1 概述

3.2 依元素XC3S200AN_FT256FPGA芯片开发板

3.3 依元素XC3S200AN_FT256开发板外围装置与FPGA芯片引脚

3.3.1 电源装置

3.3.2 输入装置

3.3.3 输出装置

3.3.4 RS232传输接口

3.3.5 XilinxSpartan3ANXC3S200AN?FTG256FPGA芯片

3.3.6 J1Connector

3.3.7 J2Connector

3.4 XC3S200AN_FT256开发板的下载方式

Chapter4 XilinxISE的简易操作步骤

4.1 如何进入ISEProjectNavigator窗口

4.2 如何新建工程

4.3 如何离开所建立的工程

4.4 ProjectNavigator窗口功能介绍

4.5 如何打开一个旧的工程

4.6 基本逻辑门介绍

4.6.1 非门的电路符号、布尔代数式及真值表

4.6.2 或门的电路符号、布尔代数式及真值表

4.6.3 与门的电路符号、布尔代数式及真值表

4.6.4 异或门的电路符号、布尔代数式及真值表

4.7 基本逻辑门设计方法

4.7.1 取出逻辑门组件

4.7.2 缓冲器组件的取出

4.7.3 执行连线的动作

4.7.4 加入输入/输出端

4.7.5 定义输入/输出端名称

4.8 基本逻辑门功能模拟的执行

4.8.1 TestBench的产生

4.8.2 TestBench语法的检查

4.8.3 使用ISim模拟器的模拟方法

4.8.4 模拟时间的设定

4.8.5 使用ModelSim模拟器的模拟方法

4.9 设计执行

4.9.1 ImplementationConstraintsFile的设定

4.9.2 ImplementDesign的执行

4.10 使用FPGAEditor查看芯片布局与布线

4.11 FPGA芯片资源利用报告的查看

4.12 ConfigurationData的产生

4.13 时序模拟的执行

4.13.1 使用ModelSim执行时序模拟的方法

4.13.2 使用XilinxISimSimulator执行时序模拟的方法

4.14 Configuration的执行

4.14.1 直接下载至FPGA芯片

4.14.2 下载至FPGA芯片内部的FlashMemory

4.14.3 USB下载线的连接方法

4.14.4 直接下载至FPGA与下载至FPGAFlash的差异

4.15 以HDL硬件描述语言设计数字电路的方法

Chapter5 组合逻辑设计实例

5.1 编码器

5.1.1 十进制对二进制编码器

5.1.2 使用绘图方式的设计方法

5.1.3 功能模拟的执行

5.1.4 ModelSim模拟器的简易操作

5.1.5 将十进制对二进制编码器设计成组件模块使用

5.1.6 十进制对二进制编码器组件模块的模拟及下载

5.2 如何将建立的组件模块用于别的工程

5.3 BCD译码器

5.3.1 BCD译码器的基本电路

5.3.2 使用绘图方式的设计方法

5.3.3 将BCD译码器组成组件模块使用

5.3.4 再使用ModelSim模拟电路的功能

5.3.5 执行及下载

5.4 2对4译码器

5.5 多路分配器

5.5.1 1对4多路分配器

5.6 多路选择器

5.6.1 4对1多路选择器

5.7 一位全加器的设计

5.7.1 一位半加器

5.7.2 一位全加器

5.8 二位全加器的设计

5.9 BCD七段显示器译码器的设计

5.9.1 七段显示器的基本架构

5.9.2 七段显示器译码器的真值表

5.9.3 布尔代数式

5.9.4 逻辑电路图

5.9.5 使用XilinxECS绘图

5.9.6 使用ModelSim执行电路功能模拟

5.9.7 将七段显示器译码器设计成组件模块使用

5.9.8 再使用ModelSim模拟电路的功能

5.9.9 ImplementationConstraintsFile的执行

5.9.1 0ImplementDesign的执行

5.9.1 1时序模拟的执行

5.9.1 2Configuration的执行

Chapter6 时序逻辑电路设计

6.1 四位异步加法计数器的设计

6.2 不同频率时钟脉冲产生电路的设计

6.3 具有七段显示器译码器的四位异步加法计数器的设计

Chapter7 VHDL硬件描述语言设计方法

7.1 使用VHDL硬件描述语言设计数字电路

7.1.1 使用ISEHDLTextEditor编辑VHDL硬件描述语言设计

电路

7.1.2 使用ISE语言样板设计VHDL硬件描述语言的方法

7.2 VHDL硬件描述语言的基本架构组成

7.2.1 Library声明的格式

7.2.2 Use声明的格式

7.2.3 Entity电路实体的描述格式

7.2.4 Architecture结构体的描述格式

7.2.5 Structure声明所使用的格式及范例

7.2.6 Dataflow描述的格式及范例

7.2.7 Behavioral行为描述的格式及范例

7.2.8 组成声明描述的格式及范例

Chapter8 VHDL硬件描述语言的描述规则

8.1 VHDL硬件描述语言指令的命名规则

8.1.1 VHDL的批注

8.2 VHDL语句的描述形式

8.3 VHDL的常用指令

8.3.1 IF条件式

8.3.2 WHEN…ELSE语句

8.3.3 CASE…IS…WHEN…WHENOTHERS语句

8.3.4 WITH…SELECT…WHEN…WHENOTHERS语句

8.3.5 LOOP语句

8.3.6 NEXT语句

8.3.7 WAIT语句

8.4 VHDL中所使用的运算符

8.5 VHDL的保留字

Chapter9VHDL设计实例

9.1 3对8译码器

9.2 十六进制加减计数器

9.2.1 分频器的设计

9.2.2 十六进制加减计数器的设计

9.2.3 多路选择器

9.2.4 七段显示器译码器的设计

9.2.5 十六进制加减计数器完整电路的设计

9.3 BCD加减计数器

9.3.1 BCD加减计数器的设计方法

9.3.2 分频器、多路选择器、七段显示器译码器模块的导入

9.3.3 BCD加减计数电路的完整设计

9.4 跑马灯

9.4.1 八位右移寄存器的设计

9.4.2 完整跑马灯的设计

Chapter10VHDL专题设计

1018×8点阵LED

1011基本架构

1012设计方法

1013合成及下载

102液晶显示

1021液晶显示模块基本架构

1022LCM工作原理

1023设计方法

1024VHDL设计

1025合成及下载

1026LCD由右向左移位显示的设计

103键盘

1031键盘读取基本原理

1032设计方法一

1033设计方法二

104蜂鸣器

1041蜂鸣器发音的基本原理

1042设计方法

105RS232接口

1051打开一个新工程

1052VHDL设计

1053合成及下载

1054计算机超级终端的设置

参考文献641

Xilinx FPGA数字电路设计造价信息

市场价 信息价 询价
材料名称 规格/型号 市场价
(除税)
工程建议价
(除税)
行情 品牌 单位 税率 供应商 报价日期
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海尔

13% 深圳市首舟科技有限公司
功率(W):15;品种:普通型铃;防护等级:IP54;额定压(V):220 查看价格 查看价格

正泰

13% 广州市正泰电气有限公司
解板 1.2*1219*C SECCN 查看价格 查看价格

邯郸原厂

t 13% 佛山市顺德区盈通贸易有限公司
解板 0.8*1219*C SECCN 查看价格 查看价格

邯郸原厂

t 13% 佛山市顺德区盈通贸易有限公司
解板 0.9*1219*C SECC 查看价格 查看价格

邯郸原厂

t 13% 佛山市顺德区盈通贸易有限公司
解板 0.6*1219*C SECC 查看价格 查看价格

邯郸原厂

t 13% 佛山市顺德区盈通贸易有限公司
功率(W):15;品种:普通型铃;防护等级:IP54;额定压(V):220 查看价格 查看价格

正泰

13% 江西省士林电气实业有限公司
功率(W):15;品种:普通型铃;防护等级:IP54;额定压(V):220 查看价格 查看价格

正泰

13% 正泰电气宣城总经销
材料名称 规格/型号 除税
信息价
含税
信息价
行情 品牌 单位 税率 地区/时间
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kW·h 梅州市大埔县2022年2季度信息价
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kW·h 梅州市蕉岭县2022年2季度信息价
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kW·h 梅州市大埔县2022年1季度信息价
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kW·h 梅州市蕉岭县2022年1季度信息价
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kW·h 梅州市大埔县2021年3季度信息价
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kW·h 梅州市大埔县2021年1季度信息价
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kW·h 梅州市大埔县2019年2季度信息价
材料名称 规格/需求量 报价数 最新报价
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电路改造 满足项目设备电路应用,敷设6平方50米220V缆,含配控制开关、插座等;|1项 3 查看价格 广州赛瑞电子有限公司 全国   2021-12-08
射频电路 SDVC-75-5|210m 1 查看价格 深圳利路通电线电缆实业有限公司 江苏  南京市 2010-10-26
电路游戏2 展项由展台、手柄、导线及温度计等组成.摇动发机摇柄,速度越快,产生的流越大,温度升高的越快;导线越长,阻越大,温度升高越快.流流经线、器等部位时,因本身的阻因素,引起线、器等发热现象.|1项 1 查看价格 安徽东一特电子技术有限公司 全国   2022-09-16
电路游戏2 展项由展台、手柄、导线及温度计等组成.摇动发机摇柄,速度越快,产生的流越大,温度升高的越快;导线越长,阻越大,温度升高越快.流流经线、器等部位时,因本身的阻因素,引起线、器等发热现象.|1项 1 查看价格 合肥金诺数码科技股份有限公司 全国   2022-09-14
电路 NJ-DCHUB|1块 3 查看价格 湖南瀚杰信息科技有限公司 全国   2020-01-13
电路调试费 WNS3-1.25|5205台 2 查看价格 四川省乐山市福山锅炉有限公司重庆分公司 重庆  重庆市 2015-12-08
电路调试费 WNS4-1.25|2237台 2 查看价格 四川省乐山市福山锅炉有限公司重庆分公司 重庆  重庆市 2015-11-12

书 名: Xilinx FPGA数字电路设计

出版时间: 2012年1月1日

开本: 16开

定价: 85.00元

Xilinx FPGA数字电路设计常见问题

Xilinx FPGA数字电路设计文献

数字电路设计中的抗干扰技术分析 数字电路设计中的抗干扰技术分析

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页数: 2页

评分: 4.8

现在我国电子技术已经得到了很大的发展前进,集成电路也已经得到了广泛的应用.在数字电路之中,数字集成电路已经成为了不可或缺的一部分.这是因为数字集成电路存在很大的优势,比如说具有极强的抗干扰性,同时其噪声容限也相对较强,但是其也和其他电路类型相同,容易被数字电路内部因素以及外部因素的干扰,同时若是在使用阶段不能够科学装配,则可能会造成数字电路因受到过大的干扰,造成其不能够正常运行.所以一定要使用有效的抑制干扰办法,从而使干扰的影响可以减少到最低.本文主要探究了在数字电路设计环节,抗干扰技术的主要应用.

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数字电路设计中的抗干扰技术 数字电路设计中的抗干扰技术

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评分: 4.4

文章结合实际设计经验,对数字电路设计中的抗干扰技术作了详细论述,为提高数字电路的抗干扰能力提供参考。

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本书围绕高速串行传输技术,重点关注Xilinx FPGA支持的串行传输解决方案,并以XAUI和PCI-E协议为例讲解。目前Xilinx FPGA技术的相关书籍大多注重基础开发经验,未见讲述专业性较强的接口传输技术类书籍。

本书以Xilinx公司的FPGA器件为开发平台,采用MATLAB及VHDL语言开发工具,详细阐述了数字滤波器的实现原理、结构、方法及仿真测试过程,并通过大量工程实例分析其在FPGA实现过程中的具体技术细节。其主要内容包括FIR滤波器、IIR滤波器、多速率滤波器、自适应滤波器、变换域滤波器、解调系统的滤波器设计等。

第1章 数字滤波器及FPGA概述 (1)

1.1 滤波器概述 (2)

1.1.1 滤波器简介 (2)

1.1.2 数字滤波器的分类 (3)

1.1.3 滤波器的特征参数 (5)

1.2 FPGA基本知识 (5)

1.2.1 FPGA的基本概念及发展历程 (5)

1.2.2 FPGA的结构和工作原理 (7)

1.2.3 IP核的概念 (13)

1.3 FPGA在数字信号处理中的应用 (13)

1.4 Xilinx器件简介 (14)

1.4.1 Spartan系列器件 (17)

1.4.2 Virtex系列器件 (20)

1.4.3 PROM 芯片介绍 (26)

1.5 FPGA信号处理板CXD301 (27)

1.6 小结 (29)

第2章 设计语言及环境介绍 (31)

2.1 HDL语言简介 (32)

2.1.1 HDL语言的特点及优势 (32)

2.1.2 选择VHDL还是Verilog HDL (33)

2.2 VHDL语言基础 (34)

2.2.1 程序结构 (35)

2.2.2 数据类型 (37)

2.2.3 数据对象 (40)

2.2.4 运算符 (40)

2.2.5 VHDL语句 (46)

2.3 FPGA开发工具及设计流程 (51)

2.3.1 ISE开发套件 (51)

2.3.2 ModelSim仿真软件 (55)

2.3.3 Synplicity综合软件 (57)

2.3.4 FPGA设计流程 (58)

2.4 MATLAB软件 (60)

2.4.1 MATLAB软件简介 (60)

2.4.2 常用的信号处理函数 (63)

2.5 MATLAB与ISE的数据交换 (69)

2.6 小结 (70)

第3章 FPGA实现数字信号处理基础 (71)

3.1 FPGA中数的表示 (72)

3.1.1 莱布尼兹与二进制 (72)

3.1.2 定点数表示 (73)

3.1.3 浮点数表示 (74)

3.2 FPGA中数的运算 (77)

3.2.1 加/减法运算 (77)

3.2.2 乘法运算 (80)

3.2.3 除法运算 (83)

3.2.4 有效数据位的计算 (83)

3.3 有限字长效应 (86)

3.3.1 字长效应的产生因素 (86)

3.3.2 A/D变换的字长效应 (87)

3.3.3 系统运算中的字长效应 (88)

3.4 FPGA中的常用处理模块 (90)

3.4.1 乘法器模块 (90)

3.4.2 除法器模块 (95)

3.4.3 浮点运算模块 (98)

3.4.4 滤波器模块 (100)

3.4.5 数字频率器模块 (102)

3.5 小结 (104)

第4章 FIR滤波器的FPGA设计与实现 (105)

4.1 FIR滤波器的理论基础 (106)

4.1.1 线性时不变系统 (106)

4.1.2 FIR滤波器的原理 (108)

4.1.3 FIR滤波器的特性 (109)

4.1.4 FIR滤波器的结构形式 (113)

4.2 FIR滤波器的设计方法 (117)

4.2.1 窗函数法 (117)

4.2.2 频率取样法 (119)

4.2.3 最优设计方法 (120)

4.3 FIR滤波器的MATLAB设计 (121)

4.3.1 采用fir1函数设计 (121)

4.3.2 采用kaiserord函数设计 (126)

4.3.3 采用fir2函数设计 (127)

4.3.4 采用firpm函数设计 (128)

4.3.5 采用FDATOOL工具设计 (130)

4.4 FIR滤波器的FPGA实现 (132)

4.4.1 量化滤波器系数 (132)

4.4.2 串行结构的FPGA实现 (134)

4.4.3 并行结构的FPGA实现 (141)

4.4.4 分布式结构的FPGA实现 (144)

4.4.5 不同结构的性能对比分析 (149)

4.4.6 采用FIR核实现 (150)

4.5 FIR滤波器的板载测试 (155)

4.5.1 硬件接口电路 (155)

4.5.2 板载测试程序 (155)

4.5.3 板载测试验证 (161)

4.5 小结 (163)

第5章 IIR滤波器的MATLAB与FPGA实现 (165)

5.1 IIR滤波器的理论基础 (166)

5.1.1 IIR滤波器的原理及特性 (166)

5.1.2 IIR滤波器的结构形式 (166)

5.1.3 IIR与FIR滤波器的比较 (169)

5.2 IIR滤波器的设计方法 (170)

5.2.1 几种典型的模拟滤波器 (170)

5.2.2 原型转换设计法 (172)

5.2.3 直接设计法 (173)

5.3 IIR滤波器的MATLAB设计 (174)

5.3.1 采用butter函数设计 (174)

5.3.2 采用cheby1函数设计 (175)

5.3.3 采用cheby2函数设计 (175)

5.3.4 采用ellip函数设计 (176)

5.3.5 采用yulewalk函数设计 (176)

5.3.6 几种设计函数的比较 (177)

5.3.7 采用FDATOOL工具设计 (179)

5.4 IIR滤波器的FPGA实现 (180)

5.4.1 量化直接型结构的系数及运算字长 (180)

5.4.2 直接型结构的FPGA实现 (184)

5.4.3 直接型结构FPGA实现后的测试仿真 (190)

5.4.4 量化级联型结构的系数 (194)

5.4.5 级联型结构的FPGA实现 (195)

5.4.6 级联型结构FPGA实现后的测试仿真 (200)

5.5 IIR滤波器的板载测试 (201)

5.5.1 硬件接口电路 (201)

5.5.2 板载测试程序 (202)

5.5.3 板载测试验证 (205)

5.6 小结 (206)

第6章 多速率滤波器的FPGA实现 (207)

6.1 多速率信号处理基础知识 (208)

6.1.1 多速率信号处理的概念及作用 (208)

6.1.2 多速率信号处理的一般步骤 (209)

6.1.3 软件无线电中的多速率处理 (209)

6.2 抽取与内插处理 (211)

6.2.1 整数倍抽取 (211)

6.2.2 整数倍内插 (213)

6.2.3 比值为有理数的抽样率转换 (215)

6.3 CIC滤波器 (215)

6.3.1 CIC滤波器的原理 (215)

6.3.2 CIC滤波器的应用条件 (218)

6.3.3 单级CIC滤波器的FPGA实现 (219)

6.3.4 多级CIC滤波器的FPGA实现 (221)

6.3.5 CIC滤波器IP核的使用 (229)

6.3.6 CIC滤波器的板载测试 (231)

6.4 FIR半带滤波器 (236)

6.4.1 半带滤波器的原理 (236)

6.4.2 半带滤波器的MATLAB设计 (237)

6.4.3 多级半带滤波器的设计 (239)

6.4.4 多级半带滤波器的FPGA实现 (241)

6.5 多相分解技术 (247)

6.5.1 多相分解技术的一般概念 (247)

6.5.2 整数倍抽取器的多相结构 (248)

6.6 小结 (251)

第7章 自适应滤波器的FPGA实现 (253)

7.1 自适应滤波器简介 (254)

7.1.1 自适应滤波器的概念 (254)

7.1.2 自适应滤波器的应用 (255)

7.1.3 自适应算法的一般原理 (257)

7.2 LMS算法 (259)

7.2.1 LMS算法的原理 (259)

7.2.2 LMS算法的实现结构 (259)

7.2.3 LMS算法的字长效应 (261)

7.2.4 符号LMS算法原理 (262)

7.2.5 LMS算法的MATLAB仿真 (263)

7.3 自适应线性滤波器的FPGA实现 (267)

7.3.1 自适应线性滤波器原理 (267)

7.3.2 利用线性滤波器实现通道失配校正 (267)

7.3.3 校正算法的 MATLAB仿真 (269)

7.3.4 校正算法的VHDL实现 (270)

7.3.5 FPGA实现后的仿真测试 (274)

7.4 自适应均衡器的FPGA实现 (276)

7.4.1 自适应均衡器原理 (276)

7.4.2 自适应均衡器的MATLAB仿真 (277)

7.4.3 自适应均衡器的VHDL实现 (279)

7.4.4 FPGA实现后的仿真测试 (284)

7.5 智能天线阵的FPGA实现 (285)

7.5.1 智能天线阵的概念及原理 (285)

7.5.2 自适应天线阵的MATLAB仿真 (288)

7.5.3 自适应天线阵的VHDL实现 (290)

7.5.4 FPGA实现后的仿真测试 (293)

7.6 自适应陷波器的FPGA实现 (293)

7.6.1 自适应陷波器原理 (293)

7.6.2 自适应陷波器的MATLAB仿真 (295)

7.6.3 自适应陷波器的VHDL实现 (298)

7.6.4 FPGA实现后的仿真测试 (301)

7.7 自适应陷波器的板载测试 (302)

7.7.1 硬件接口电路 (302)

7.7.2 板载测试程序 (302)

7.7.3 板载测试验证 (309)

7.8 小结 (311)

第8章 变换域滤波器的FPGA实现 (313)

8.1 变换域滤波器简介 (314)

8.2 快速傅里叶变换 (314)

8.2.1 离散傅里叶变换 (314)

8.2.2 DFT存在的问题 (316)

8.2.3 FFT算法的基本思想 (317)

8.2.4 FFT算法的MATLAB仿真 (318)

8.3 FFT核的使用 (320)

8.3.1 FFT核简介 (320)

8.3.2 FFT核的接口及时序 (321)

8.4 频域滤波器的原理及MATLAB仿真 (323)

8.4.1 抗窄带干扰滤波器的原理 (323)

8.4.2 检测门限的选取 (324)

8.4.3 频域滤波器的MATLAB仿真 (325)

8.5 频域滤波器的FPGA实现 (327)

8.5.1 FPGA实现的总体结构设计 (327)

8.5.2 速率变换模块的设计与实现 (329)

8.5.3 FFT及滤波设计与实现 (334)

8.5.4 IFFT及数据输出设计与实现 (339)

8.5.5 顶层文件设计及实现 (343)

8.5.6 FPGA实现后的仿真测试 (345)

8.6 频域滤波器的板载测试 (346)

8.6.1 硬件接口电路 (346)

8.6.2 板载测试程序 (347)

8.6.3 板载测试验证 (352)

8.6 小结 (354)

第9章 解调系统滤波器的FPGA实现 (355)

9.1 数字接收机的一般原理 (356)

9.1.1 通用数字接收机处理平台 (356)

9.1.2 基本调制解调技术 (357)

9.1.3 改进的数字调制解调技术 (359)

9.2 DPSK调制解调原理 (360)

9.2.1 DPSK调制原理及信号特征 (360)

9.2.2 DPSK信号的MATLAB仿真 (361)

9.2.3 DPSK解调原理 (364)

9.3 DPSK解调参数设计 (366)

9.3.1 数字下变频器设计 (367)

9.3.2 低通滤波器设计 (368)

9.3.3 数字鉴相器设计 (369)

9.3.4 环路滤波器设计 (370)

9.3.5 载波同步环设计的一般步骤 (372)

9.4 Costas环的FPGA实现 (373)

9.4.1 顶层模块的VHDL实现 (373)

9.4.2 鉴相器及环路滤波器的VHDL实现 (376)

9.4.3 Costas环实现后的仿真测试 (378)

9.5 Costas环的板载实验 (379)

9.5.1 硬件接口电路 (379)

9.5.2 板载测试程序 (380)

9.5.3 板载测试验证 (384)

9.6 小结 (385)

参考文献 (387)

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