基于FPGA的数字信号传输性能分析仪

廖聪裕 鲁锦涛 苏建加

中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院 430074

基于FPGA的数字信号传输性能分析仪

廖聪裕 鲁锦涛 苏建加

中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院 430074

本设计采用FPGA产生数字信号发生器和伪随机信号发生器，通过三路不同截止频率的滤波器模拟出信号在信道中传输衰减情况，最后显示在示波器上，观察出眼图。整个系统由数字信号发生器、伪随机噪声信号发生器、低通滤波器、加法电路、数字信号分析电路，信号眼图显示器和单片机控制电路组成。最后通过对信号进行曼彻斯特编码并提取出编码中同步信号，在示波器上显示出眼图，实现了对数字信号传输性能的测试。

m序列；伪随机信号；FPGA；同步信号自提取

1 系统功能与组成框图

本系统总体结构如图1所示：

图1 系统总体结构框图

该系统模拟了数字信号的发射、信道传输，信号的接收过程，并实现了信号传输性能测试功能。整个系统由数字信号发生器、伪随机噪声信号发生器、低通滤波器、数字信号分析电路、信号眼图显示器和单片机控制电路组成。其中数字信号发生器和伪随机信号发生器均由FPGA产生。数字信号发生器由低通滤波器输出，并通过加法器电路与伪随机信号发生器电路相加，送至示波器进行显示。数字信号分析电路通过提取曼彻斯特编码的同步信号，在示波器上显示出眼图。

2 理论分析与计算

2.1 低通滤波器的设计

由于每阶低通滤波电路在理想状态下的十倍频程衰减为20dB，要使该电路的十倍频程衰减不少于40dB，因此为满足要求须采用2阶以上的滤波电路，因此采用由二阶有源低通滤波电路和一阶无源滤波电路组成的三阶低通滤波电路。……