基于FPGA的基带信号的位同步信号提取(附程序)【毕业设计论文】
一种基于FPGA的锁相环位同步提取电路设计
一种基于FPGA的锁相环位同步提取电路设计概述同步是通信系统中一个重要的问题。
在数字通信中，除了获取相干载波的载波同步外，位同步的提取是更为重要的一个环节。
因为只有确定了每一个码元的起始时刻，才能对数字信息作出正确的判决。
利用全数字锁相环可直接从接收到的单极性不归零码中提取位同步信号。
一般的位同步电路大多采用标准逻辑器件按传统数字系统设计方法构成，具有功耗大，可靠性低的缺点。
用FPGA设计电路具有很高的灵活性和可靠性，可以提高集成度和设计速度，增强系统的整体性能。
本文给出了一种基于fpga 的数字锁相环位同步提取电路。
数字锁相环位同步提取电路的原理数字锁相环位同步提取电路框本地时钟产生两路相位相差p的脉冲，其频率为fo=mrb，rb为输入单极性不归零码的速率。
输入信码的正、负跳变经过过零检测电路后变成了窄脉冲序列，它含有信码中的位同步信息，该位同步窄脉冲序列与分频器输出脉冲进行鉴相，分频比为m。
若分频后的脉冲相位超前于窄脉冲序列，则在1端有输出，并通过控制器将加到分频器的脉冲序列扣除一个脉冲，使分频后的脉冲相位退后；若分频后的脉冲相位滞后窄脉冲序列，则在2端有输出，并通过控制器将加到分频器的脉冲序列附加一个脉冲，使分频后的脉冲相位提前。
直到鉴相器的1、2端无输出，环路锁定。
基于fpga的锁相环位同步提取电路该电路如该电路由d触发器组成的二分频器和两个与门组成，它将fpga 的高频时钟信号clk_xm变换成两路相位相反的时钟信号，由e、f输出，然后送给控制电路的常开门g3和常闭门g4。
其中f路信号还作为控制器中的d1和。
基于FPGA的锁相环位同步提取电路设计
基于FPGA的锁相环位同步提取电路设计锁相环（Phase-Locked Loop，PLL）是一种广泛应用于通信、控制及信号处理等领域的电路，能够实现频率同步和相位同步。
在本文中，我们将讨论基于FPGA的锁相环位同步提取电路设计。
首先，我们将介绍锁相环的基本原理。
锁相环由相位比较器、低通滤波器、VCO（Voltage-Controlled Oscillator）和分频器组成。
相位比较器用于比较参考信号和反馈信号的相位差，将相位差转换为电压差。
低通滤波器将电压差平滑处理，得到控制电压，用于控制VCO的频率。
VCO产生与输入信号频率相同的输出信号，通过分频器将输出信号分频后与参考信号进行比较，实现频率同步。
在基于FPGA的锁相环位同步提取电路设计中，我们的目标是实现一个能够提取输入信号的位同步信息的电路，其中输入信号可能包含多个周期不同的位同步序列。
首先，我们需要设计一个相位比较器，用于比较参考信号和输入信号的相位差。
可以使用FPGA中的数字时钟管理模块来实现相位比较器，将输入信号与参考信号都映射到固定的时钟边沿上，并通过计数器测量输入信号和参考信号之间的相位差。
然后，我们需要设计一个低通滤波器，用于平滑处理相位差。
可以使用FPGA中的滑动平均滤波器来实现低通滤波器，通过对相位差进行滑动平均运算，得到平滑的控制电压。
接下来，我们需要设计一个VCO，用于产生与输入信号频率相同的输出信号。
可以使用FPGA中的数字控制模块来实现VCO，通过调节VCO的控制电压来控制输出频率。
最后，我们需要设计一个分频器，将VCO的输出信号分频后与参考信号进行比较。
可以使用FPGA中的计数器来实现分频器，通过设置分频器的计数值来实现对VCO输出信号的分频。
在整个电路设计过程中，我们需要注意以下几点：1.选择合适的时钟频率和分辨率。
时钟频率要足够高，以满足输入信号的高速采样需求。
分辨率要足够高，以保证位同步信息的精确提取。
2.选择合适的滤波器参数。
FPGA位同步信号的提取开题报告
生物医学信号的检测与处理的方法,包括在强噪声背景下对微弱生理信号的动态提取,多道生理信号的同步观察与处理,生理信号的时间―频率表示,自适应处理,医学专家系统等。另外,生物传感器输出的信号般十分微弱,需要放大。生物信号的特征部分才包含着生物信息,把这些信号的特征识别出来也是生物医学信号处理的主要任务。
制器,控制器再对分频值进行相应的调整,直到输入和输出同步为止。
2. 1m序列发生器
由于非归零码所占带宽要比归零码小一半,所以通常所使用的数据信号是非归零码。但非归零码中没有码元速率的谱线,不能直接提取出同步信号,而归零码中含有码元速率的频谱谱线,所以必须先对码序列进行非线性变换,以恢复其位同步信号之后才能用锁相环路来提取。m序列发生器就是完成非归零信号到归零信号的变换。
年月日
2012.5.1-2012.5.15完成毕业论文稿、
2012.5.16-2012.5.30修改毕业论文并稿
2012.6.1-2012.6.10准备毕业答辩的相关材料,完善毕业论文相关材料。
六、指导教师意见
1．对开题报告的评语
2．对开题报告的意见及建议
指导教师（签名）：
年月日
所在院（系）审查意见：
负责人签字(盖公章)
（8）消费电子，如数字电视、高清晰度电视、数字电话、高保真音响、音乐合成等。
（9）工业控制与自动化，如油井压力测量与控制、温度控制、开关电源控制等。
其中，在通信领域的应用是十分宽广，尤其是当下移动通信技术发展，3G乃至4G技术的出现，使得数据的无线传递更加频繁，语音、图像的传输以及信息加密、信号复用等的作用也愈加显得突出。只有通过更加先进的信号分析处理技术才能使得移动通信可以以更快更安全的方式实现通信。
基于FPGA的GPS接收机位同步帧同步设计与实现
基于FPGA的GPS接收机位同步帧同步设计与实现刘成;魏可友;余金培;梁广【摘要】为了能在GPS接收端获取正确导航电文，研究了GPS接收机位同步、帧同步的基本原理和实现方式。
提出一种采用FPGA来实现位同步、帧同步系统的设计方案。
使用Xilinx开发软件，通过Verilog代码完成对位同步、帧同步的设计并在硬件平台上进行调试。
通过Chip Scope和逻辑分析仪进行验证，结果表明该设计方案正确可靠，满足设计要求。
%For obtain correct navigation message of the GPS receiver, the basic theory and implementation of GPS receiver was studied. Abit synchronization and frame synchronization is realized by using ingdevelopment software of Xilinx,by Verilog code to complete the bit synchronization and frame synchronization design and debug on the hardware platform. Validated by Chip Scope and logic analyzer, the results show that the design scheme is correct and reliable, meet the design requirement.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】3页(P156-158)【关键词】GPS接收机;位同步;帧同步;FPGA【作者】刘成;魏可友;余金培;梁广【作者单位】中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050; 上海微小卫星工程中心，上海 201203;中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050; 上海微小卫星工程中心，上海 201203;中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050; 上海微小卫星工程中心，上海 201203;中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050; 上海微小卫星工程中心，上海 201203【正文语种】中文【中图分类】TN915随着空间技术的不断发展，星载GPS接收机已经逐渐发展成为航天器的一个重要平台载荷。
一种基于FPGA的位同步信号的实现
一种基于FPGA的位同步信号的实现
刘小群
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2011(000)005
【摘要】同步是通信系统中非常重要的一个实际问题,是保证整个通信系统进行有序而可靠工作的技术支撑.在数字通信系统中,除了载波同步外,还需要实现位同步.实现位同步的方法主要有滤波法和锁相法,位同步锁相法的基本原理和载波同步的原理基本类似.本文设计了一种数字锁相法位同步提取方案,分析了位同步提取原理,阐述了实现方案和模块设计的方法,在MaxplusⅡ下完成编译、综合、仿真、下载到FPGA芯片等功能.仿真及试验表明,设计稳定可靠,且能够满足要求.
【总页数】3页(P28-30)
【作者】刘小群
【作者单位】宝鸡文理学院,物理与信息技术系,陕西,宝鸡,721016
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.一种基于FPGA精确位同步的设计与实现 [J], 伍建辉
2.一种基于FPGA的硬件开环位同步电路设计与实现 [J], 秦文兵;罗来源;向闻
3.一种新的DTI位同步方法与FPGA实现 [J], 胡玉霞;杨志刚;胡墩
4.一种抗衰落的位同步设计和FPGA实现 [J], 刘丽哲;张德华
5.数字通信系统中位同步信号提取的FPGA实现 [J], 张礼勇;楚鹤
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于FPGA位同步时钟提取方案的设计
一种基于FPGA的新型位同步时钟提取方案及实现2 位同步时钟提取方案的原理本文设计的方案可以从异步串行码流中提取位同步时钟信号，设计思想的基本出发点是在外部码流（code_in）的上升沿和本地时钟(clk)上跳沿相比较无非两种情况，如图1和图2所示：图1 码流滞后于本地时钟△T示意图图2码流超前于本地时钟△T示意图从码流上跳沿的角度来看,若将码流code_in与本地时钟clk进行逻辑相与，若相与结果为“1”则说明码流滞后于本地时钟，若为“0”则说明码流超前于本地时钟。
用VHDL语言描述为：if (code_in’event and code_in=’1’) thenif (code_in and clk)=’1’ thenq<=’1’elseq<=’0’end ifend if程序中输出信号q可作为控制电路的输入信号。
本设计方案的系统框图如图3所示：框图中，鉴相器作用是鉴别出码流和本地时钟的相位超前滞后关系，控制计数器采用双向计数器,鉴相器输出q作为控制计数器的计数方向输入，q为1则向上计数，q为0则向下计数。
控制计数器的计数输出用来控制相位调整选择模块的选择端。
相位调整选择模块由相位调整和相位选择功能。
图3 系统功能框图3 设计实现依据图3系统功能框图，利用Altera 公司的Quartus II 设计软件，采用自顶向下的模块化设计方法，用VHDL 语言和电路原理图混合输入设计对位同步时钟提取电路的各个部件分别进行设计。
本设计方案的鉴相器原理相对简单，不需要用VHDL语言设计，仅用两个与门和一个D触发器就可以实现，如图4 所示。
图中的的第二个与门(inst23)是为了实现D触发器的时钟输入端与数据输入端同步。
控制计数器设计使用QuartusII的MegaWizard Plug_InManager工具来实现一个简单的双向数器，计数方向由鉴相器输出q控制，q为1则计数器向上计数，q为0则计数器向下计数，计数系数由Count Modulus设定，设定的数值要求等于分频器的分频系数N。
【开题报告】位同步技术的fpga实现开题报告
【关键字】开题报告位同步技术的fpga实现开题报告篇一：位同步的FPGA实现,论文完整打印版（XX届）本科毕业设计（论文）资料湖南工业大学教务处XX届（论文）第一部分资料毕业论文本科毕业设计（XX届）本科毕业设计（论文）XX年5月摘要同步是通信系统中很重要的一个过程，它可以使通信系统更稳定、更可靠、更准确，它是数字通信系统有顺序进行的技术支撑。
同步分为位同步、帧同步和载波同步，我们对数字通信信号的同步除了载波同步和帧同步之外，还要进行位同步。
位同步也就是保证接收端准确有效抽样判决数字基带信号序列的基础，一般位同步信号从解调后的基带信号中提取出来，同时也可以从已调频带信号当中直接提取位同步信号，一般可以进行一元中央位置采样的决定，最好是在接收元素结束时间采样的决定。
位同步有插入导频法（一种外同步法）和直接法（一种自同步法），本文运用了数字锁相法提取位同步电路的方案，以大规模可编程逻辑器件FPGA为主控制器，以VHDL硬件描述语言为主要语言对其进行在线编程，在QuartusⅡ软件工具中进行仿真和调试，以达到功耗低、成本低、效率高的技术要求。
关键词：位同步；数字锁相电路；FPGA；VHDL；QuartusⅡABSTRACTSynchronization is a very important process in communication system, it can make the system more stable, more reliable, more accurate, it is the digital communication system has the technical support of the order. Synchronization is divided into bit synchronization, frame synchronization and carrier synchronization, we on the digital communication signal in addition to frame and carrier synchronization and bit synchronization. Bit synchronization is the basis to ensure the correct and effective decision receiver sampling digital baseband signal sequence,general synchronization signal is extracted from the baseband demodulated signals, but also can directly extract bit synchronization signal from the frequency band signal has, in general can be a central position sampling decisions, preferably in the receiving elements in the end time sampling decision. Bit synchronization is the pilot insertion method (a kind of external synchronization method) and direct method (a self synchronizing method), this paper uses digital PLL method of bit synchronization circuit extraction, with the large-scale programmable logicdevice FPGA as the main controller, using the VHDL hardware description language is the main language of the online programming, simulation and debugging in QuartusⅡsoftware tools, to meet the requirements of low power consumption, low cost, high efficiency technology Keywords: Bit synchronization (symbol extraction process); digital phase locked loop circuit (bit synchronization circuit); FPGA; VHDL; QuartusⅡ篇二：FPGA位同步信号的提取开题报告本科毕业设计开题报告题目基于FPGA的基带信号的位同步电路的研究与实现学生姓名学号所在院(系)专业班级指导教师XX 年3 月18 日1234篇三：《基于FPGA的直接数字合成器设计》开题报告天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业设计开题报告基于FPGA的直接数字合成器设计学院：电子工程学院班级：应电0711班学生姓名：牟玉龙指导教师：刘新月职称：讲师XX年11月22日开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及学院教学院长审查后生效；2．开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴；3．毕业设计开题报告应包括以下内容：（1）研究的目的；（2）主要研究内容；（3）课题的准备情况及进度计划；（4）参考文献。
基于FPGA的提取位同步时钟DPLL设计
基于FPGA的提取位同步时钟DPLL设计
叶怀胜;谭南林;苏树强;李国正
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2009(32)23
【摘要】提出一种基于FPGA的用于提取位同步时钟的片内全数字锁相环电路设计方案.该方案具有同步速度快,结构简洁,失锁后自我调节性能好,即使码元消失或是码元相位出现抖动时,提取的同步时钟也不会有较大变化,仍可以稳定输出.此外,该方案可以稳定地从曼彻斯特码中提取出位时钟,指导编解码器可靠工作.采用Verilog HDL语言描述电路,给出了仿真结果,并对其稳定性和稳态误差进行了理论分析,以实际测验验证了仿真的正确性.
【总页数】4页(P43-46)
【作者】叶怀胜;谭南林;苏树强;李国正
【作者单位】北京交通大学,机电学院,北京,100044;北京交通大学,机电学院,北京,100044;北京交通大学,机电学院,北京,100044;北京交通大学,机电学院,北
京,100044
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.基于FPGA的人体通信中位同步提取电路的设计 [J], 王文;高跃明;陈艺东;潘少恒;麦炳源;韦孟宇;杜民
2.基于CPLD的位同步时钟提取电路设计 [J], 王志梁;刘笃仁
3.基于FPGA的锁相环位同步提取电路设计 [J], 周云水
4.基于FPGA+DDS的位同步时钟恢复设计与实现 [J], 苏淑靖;吴征
5.一种基于FPGA的位同步时钟提取电路 [J], 夏蒙;范龙飞;王富栋
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
fpga位同步信号提取
FPGA位同步信号提取1. 简介FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，能够根据用户的需求进行重新配置，实现各种不同的数字电路功能。
在FPGA设计中，位同步信号提取是一个重要的任务，它能够从输入信号中提取出同步信息，用于控制和协调各个模块之间的操作。
本文将介绍FPGA位同步信号提取的原理、方法和实现步骤，并且详细说明如何使用FPGA设计工具进行开发。
2. 原理在FPGA设计中，通常会涉及到多个时钟域（clock domain），每个时钟域都有自己的时钟信号。
由于不同时钟域的时钟频率可能不同，因此需要一种机制来确保数据在不同时钟域之间正确地传输和处理。
这就是位同步（bit-level synchronization）的概念。
位同步信号提取就是从输入信号中提取出用于位同步的控制信息。
这些控制信息通常包括数据有效性标志（valid flag）和数据使能标志（enable flag）。
通过这些标志，可以确定数据何时有效以及何时可以被处理。
3. 方法3.1 插入寄存器为了实现位同步信号提取，通常需要在输入信号路径上插入寄存器。
寄存器能够将输入信号同步到目标时钟域的时钟边沿，确保数据在时序上的正确性。
具体方法是，在输入信号路径上插入一个寄存器，并将寄存器的时钟与目标时钟域的时钟相连接。
这样，输入信号就会在目标时钟边沿被锁存，从而达到位同步的效果。
3.2 控制逻辑设计除了插入寄存器外，还需要设计控制逻辑来提取位同步信号。
控制逻辑通常包括状态机（state machine）和组合逻辑电路。
状态机用于控制数据有效性标志和数据使能标志的生成和更新。
它根据输入信号的状态和当前状态来确定下一状态，并输出相应的控制信号。
组合逻辑电路用于根据输入信号和当前状态来生成数据使能标志。
它可以根据需要进行逻辑运算、比较操作等，以判断数据是否有效并生成相应的使能标志。
3.3 时序约束设置为了确保FPGA设计满足时序要求，需要设置正确的时序约束。
一种基于FPGA的高精度同步信号生成设计与实现
一种基于FPGA的高精度同步信号生成设计与实现陈昱均;孙希延;纪元法【摘要】针对特定通信系统中需要实现快速、高精度的时间同步需求，设计了一种基于 FPGA 同步信号生成的系统方案。
系统以C/A码码片为最小时间刻度，通过对信号中码片数计数输出秒脉冲信号，并在同源情况下，根据码相位累加器溢出后残余值的特点，调整秒脉冲信号的输出位置。
结果表明，调整后的秒脉冲信号同步精度能达到纳秒级，在工程上具有一定的应用价值。
%To satisfy demands of the specific communication system on fast-high precision time synchronization,a scheme of synchronizing signal generated based on FPGA is designed.C/A code-chip is the minimum time calibration for this system, 1PPS signal is exported by computing chip number,and according to character of residual value produced by code phase ac-cumulator,the output location of second pulse signal is adj usted in the same clock source.Interrelated analyses show the synchronization error of second pulse can be controlled within nanosecond after adj ustment.This scheme is of certain refer-ence value to engineering application.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P178-181)【关键词】秒脉冲信号;码相位累加器;同步精度【作者】陈昱均;孙希延;纪元法【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004;桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TN911随着科学技术的日新月异，时间同步精度要求越来越高，而高精度的时间同步是国家时间服务的基本技术支撑。
一种基于FPGA的位同步时钟提取电路
方 案一 ： 采 用 通 用 的 Ｍ ＣＵ 。 采 用 微 处 理 器 作
厂 ．
为 核 心 处 理 器 可 以 缩 小 系 统 规 模 且 灵 活 性 较 高 。但
是 考虑 到 对输 出 同步 信 号 的稳 定性 的要 求 ， 微 处 理 器 的计 算 能力 并不 能达 到要 求 。 方 案二 ： 采 用 ＦＰ ＧＡ 。 采 用 现 场 可 编 程 门 阵 列 （ ＦＰ ＧＡ ） 作 为 核心处 理 器 。 ＦＰ ＧＡ 目 前 广 泛 应 用 于 通 信 系 统 之 中 ， 可 以 同 时 提 供 强 大 的 计 算 能 力 和 足 够 的 灵 活 性 。 因 此 选 用 此方 案 是一 个 比较好 的选 择 。
率为 ｎ Ｆ（ Ｈｚ ） ， 整形 之后 输 出频率 为 ｎ Ｆ（ Ｈｚ ） 的 窄 带
脉 冲 ， 如 果 接 收 端 晶 振 输 出 ｎ次 分 频 之 后 不 能 准 确
位 时 钟 自同 步 的 实 现 方 法 分 为 测 周 法 ， 滤 波 法
（ 波形 变换 法 ） ， 开 环 同步法 和 闭环 同步 法 （ 锁 相 环 ） 。
晶振经过整形之后再送入分频器输出位同步脉冲序设码元的速率为fhz晶振的频率为nfhz整形之后输出频率为nfhz的窄带脉冲如果接收端晶振输出n次分频之后不能准确地和码元同步相位比较器就会输出误差信号通过控制器进行调整直到同步为止
２ ０ １ ７年 ４月 第 ７期 总 第 ３ ７ ７期
内 蒙 古 科 技 与 经 济
地和码 元 同步 ， 相 位 比较 器 就 会 输 出 误 差 信 号 ， 通 过
控制 器进 行调 整 ， 直到 同步 为止 。
方 案一 ： 测 周 法 。 测 周 法 是 根 据 输 入 的 码 元 的 周期来 计 算 发送 信 号 的频 率 ， 然 后 提 取 信 号 的 上 升 沿实现 与 发送 的码 元 同步 。 从 而实现 位 同步 。
fpga位同步信号提取
FPGA位同步信号提取1. 引言FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，可以通过编程实现不同的电路功能。
在许多应用中，需要对FPGA进行位同步信号提取，以确保各个模块之间的数据传输和处理的准确性和一致性。
本文将详细介绍FPGA位同步信号提取的原理、方法和实现过程。
2. 原理在FPGA中，位同步信号提取是指从输入数据中提取一个用于同步各个模块的时钟信号。
这个时钟信号通常由一个稳定的时钟源产生，并被分配给FPGA内部的各个模块。
位同步信号提取有两个主要任务：检测输入数据中的时钟边沿，以及生成一个与输入数据频率相匹配的稳定时钟。
2.1 时钟边沿检测在FPGA中，通常使用触发器来检测输入数据中的时钟边沿。
触发器是一种存储元件，在时钟上升沿或下降沿触发时将输入数据存储到输出端口。
通过检测触发器输出端口的变化，可以确定输入数据中是否存在时钟边沿。
常见的触发器类型包括D触发器、JK触发器和T触发器。
这些触发器可以根据需要进行级联，以实现更复杂的时钟边沿检测功能。
在FPGA中，可以使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）来描述和实现这些触发器电路。
2.2 稳定时钟生成一旦检测到输入数据中的时钟边沿，需要生成一个稳定的时钟信号，并将其分配给FPGA内部的各个模块。
稳定的时钟信号通常由一个PLL（Phase-Locked Loop）电路来生成。
PLL是一种反馈控制系统，可以根据输入参考时钟的相位和频率来生成一个稳定的输出时钟。
PLL通常由相位比较器、环形振荡器和反馈回路组成。
相位比较器用于比较输入参考时钟和反馈时钟之间的相位差，并产生一个控制信号。
环形振荡器根据控制信号调整自身的振荡频率，使得反馈时钟与输入参考时钟保持同步。
通过不断调整振荡频率，PLL能够自动消除相位差，并生成稳定的输出时钟。
3. 方法在FPGA中实现位同步信号提取有多种方法，下面将介绍两种常用的方法：基于触发器的位同步信号提取和基于PLL的位同步信号提取。
基于FPGA的GPS信号采集与处...
Key Words:Hardware platform;Gesture determination;FPGA; Difference carrier phase;IP core
Xihua University Chengdu, Sichuan, P.R. China
March, 2013
西华大学学位论文独创性声明
作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
软件的设计方面，用 C 语言编程实现了对卫星信号的采集，比如对载波相位 数据、星历数据、伪距数据等数据的采集。接着在 FPGA 里嵌入 MC8051-IP 核， 在 FPGA 上进行仿真与实现。最后将得到的有效数据用来对姿态角进行求解，从 而设计出了从对卫星数据的接收读取处理到姿态测量预处理的一套完整仿真系 统。
在本文的最后部分，对整个设计中所做的工作进行了简要总结以及后续工作 的展望。
关键词：硬件平台；姿态测量；FPGA；差分载波相位；IP 核
I
西华大学硕士学位论文格式规范
Abstract
With the development of the application technology on satellite navigation，using GPS to measure the gesture of carrier has gradually become a new research direction of GPS application.This paper is based on FPGA and GPS receiver as a measuring platform which is used for catching and dealing the signal of GPS,and the main way is using carrier phase differential principle and pseudorange differential principle to get the second gesture of carrier.
基于FPGA的位同步信号提取
基于FPGA的位同步信号提取毕成军;陈利学;孙茂一【摘要】同步是通信系统中一个非常重要的实际问题.在同步通信系统中,同步系统性能的降低会导致通信系统性能的降低,甚至使通信系统不能正常工作.因此,同步是信息能够正确可靠地进行传输的前提.介绍一种基于FPGA的锁相环位同步提取技术的原理,并用VHDL语言编程实现,在QuartusⅡ下编译仿真通过,给出仿真波形图.经分析该设计稳定可靠,且能够完成要求.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)020【总页数】3页(P121-123)【关键词】位同步;数字锁相;通信系统;FPGA;VHDL【作者】毕成军;陈利学;孙茂一【作者单位】西南石油大学,四川,成都,610500;西南石油大学,四川,成都,610500;西南石油大学,四川,成都,610500【正文语种】中文【中图分类】TN91在数字通信系统中，由于消息是一串相继的信号码元的序列，解调时常需要知道每个码元的起止时刻。
接收机在进行抽样判决时，抽样判决时刻应位于每个码元的终止时刻，因此，接收端必须产生一个用作抽样判决的定时脉冲序列，他和接收码元的终止时刻应对齐，这就需要同步。
而同步系统的性能会直接影响到通信系统的性能，可以说，在同步系统中，“同步”是进行信息传输的前提，所以采用一个良好的位同步系统至关重要。
本文利用VHDL语言编程，QuartusⅡ作为开发及仿真工具，设计实现了一种基于FPGA的数字锁相环同步信号的提取方法。
1 数字锁相位同步信号提取原理位同步的方法有插入导频法(外同步法)和直接法(自同步法)2种，插入导频法是在发送有用信号的同时，在适当频率位置上插入一个或多个称为导频的正弦波；直接法则不需要专门的导频，而是设法在接收信号中直接提取同步信号。
直接法又分为滤波法和锁相法2种，本文选用数字通信中常使用的数字锁相法。
位同步锁相法的基本原理是在接收端利用鉴相器比较接收码元和本地时钟产生的位同步信号的相位，若两者不一致(超前或滞后)，鉴相器就产生误差信号，并通过控制器调整位同步信号的相位，直至获得准确的位同步信号为止。
基于fpga的提取位同步时钟dpll设计
基于fpga的提取位同步时钟dpll设计近些年来，随着电子通信技术的不断发展，电子设备迅速普及到每个角落，电子设备高速数据传输、处理数据和执行各种任务等，应用范围更多更广，时钟同步技术变得越来越重要，时钟同步也是其中重要的技术之一。
时钟同步的核心原理是把多个接受机的时钟统一调整到同一个频率上，从而实现信息的有效传输。
为了实现多台电子设备之间的时钟同步，设计人员采用的一种技术就是用FPGA实现的微处理器时钟同步技术DPLL设计（Data Pathlocks Loop）。
DPLL (Data Pathlocks Loop)是一种用来提取和同步多个位时钟信号（称为目标位时钟）的技术，它可以同步多通道从电子设备接收到的位时钟信号，进而实现时钟同步功能。
基于FPGA的DPLL设计技术，大量地使用了FPGA中基础参数模块，设计工作者可以根据具体应用需求，根据芯片资源，灵活地进行设计。
由于FPGA在设计上的灵活性，在很多复杂的系统中可以很好地支撑时钟同步控制的实现。
首先，在采用基于FPGA的DPLL设计技术实现位同步时钟之前，需要对整个系统的时钟原理进行深入的理解。
基于FPGA的DPLL设计结构由以下几部分组成：锁定滤波器，多路移相器，比较器，控制电路，锁定状态输出状态指示器以及一系列诊断功能功能模块等。
首先，采用锁定滤波器，以把多个位时钟信号聚集到一个基准时钟的信号，以实现多个位时钟的精确同步；其次，采用多路移相器，可以把多个位时钟转换成单一的目标位时钟信号，以此，可以跟踪目标位时钟；比较器是负责对比多个输入位时钟和目标位时钟的差异，并输出差值；控制电路收集比较器输出的差值，并将其作为参数调整多路移相器；最后，锁定状态输出和状态指示器，可以把多通道位时钟同步系统的运行状态反馈出来，以指示系统的同步运行情况。
除此之外，在基于FPGA的DPLL设计中，设计工程师还可以根据具体的应用需求，将一系列的诊断测试功能模块也融入到设计中，以直观地显示出整个系统的状态，以保障系统的正常运行。
一种基于FPGA精确位同步的设计与实现
数字锁相环路在各个领域中得到了极为广泛的应用， 特别是在数字 通信的调制解调和位同步中， 常常要用到各种各样的锁相环。本文采用
了 一 种 基 于 ＦＰＧＡ 模 块 化 的 数 字 锁 相 环 设 计 方 法 ， 并 对 系 统 进 行 了 仿
真， 确保了数据的快速正确解调。
参考文献
［ １］ 张厥盛．锁相技术［ Ｍ］ 西安： 西安电子科技大学出版社， ２０００．
交互。工作项列表管理器可以作为工作流管理系统的一部分提供给用
出现是必然的。它可以改进和优化业务流程， 提高业务工作效率， 实现更
户， 也可以是用户自己编写的程序。
好的业务过程控制， 提高顾客服务质量。
客户端应用接口提供的一些基本操作包括： 建立连接、工作流定义、
（ 责任编辑： 邱娅男）
过程控制、过程状态查询、工作项列表处理、过程监控、数据处理与管理。 ───────────────
文献标识码： Ａ
在数字通信系统中， 系统传输的是有节律的码元序列， 每个码元持 续一定的时间， 接收端只有在恰当的时刻对数字信号进行采样判决， 才 能正确接收码元序列。因此， 在接收端需要产生与所接收的数字信号码 速 率 和 相 位 一 致 的 位 同 步 时 钟 序 列 。如 果 接 收 到 的 数 字 信 号 的 码 速 率 和 相位不一致， 采样判决时会造成误码。所以在信息传输系统中， 位同步是 至关重要的。本文以同步串行数据的接收为例， 介绍了利用数字锁相环 恢复位同步时钟的设计与实现。
Ｉ（ ｎ） ＝ａ（ ｎ） ｃｏｓ（ !０ｎ＋"０） － ｂ（ ｎ） ｓｉｎ（ !０ｎ＋"０） ＋ｎ１
（ １）
Ｑ（ ｎ） ＝ｂ（ ｎ） ｃｏｓ（ !０ｎ＋"０） ＋ａ（ ｎ） ｓｉｎ（ !０ｎ＋"０） ＋ｎ２
基于FPGA的新型位同步时钟提取方案的设计
基于FPGA的新型位同步时钟提取方案的设计一种基于FPGA的新型位同步时钟提取方案及实现摘要：关键词：位同步，锁相环，FPGA，异步串行码流1 引言：同步技术在数字通信系统中，是非常重要的技术。
位同步是最基本的同步。
位同步时钟信号不仅用于对输入码元信号的监测保证收发同步，而且在对获取祯同步，群同步及对接收的数字码元进行各种处理过程中也为系统提供了一个基准的同步时钟。
随着现代电子技术的发展，数字系统趋于模块化，小型化，芯片华，因此如何实现同步系统的模块化和芯片化是急需解决的问题。
在数字通信中，通常直接从接收到的数字信号中提取位同步信号，这种直接法按其提取同步信号的方式，大致可分为滤波法和锁相法。
锁相法是指利用锁相环来提取位同步信号的方法，本设计方案就是基于锁相环的位同步提取方法，能够比较快速地提取位同步时钟，并且设计简单，方便修改参数。
采用Quartus II 设计软件对系统进行了仿真试验，并用Altera的Cyclone II系列FPGA芯片Ep2c5予以实现。
2 位同步时钟提取方案的原理本文设计的方案可以从异步串行码流中提取位同步时钟信号，设计思想的基本出发点是在外部码流（code_in）的上升沿和本地时钟(clk)上跳沿相比较无非两种情况，如图1和图2所示：图1 码流滞后于本地时钟△T示意图图2码流超前于本地时钟△T示意图从码流上跳沿的角度来看,若将码流code_in与本地时钟clk进行逻辑相与，若相与结果为“1”则说明码流滞后于本地时钟，若为“0”则说明码流超前于本地时钟。
用VHDL语言描述为：if (code_in’event and code_in=’1’) thenif (code_in and clk)=’1’ thenq<=’1’elseq<=’0’end ifend if程序中输出信号q可作为控制电路的输入信号。
本设计方案的系统框图如图3所示：框图中，鉴相器作用是鉴别出码流和本地时钟的相位超前滞后关系，控制计数器采用双向计数器,鉴相器输出q作为控制计数器的计数方向输入，q为1则向上计数，q为0则向下计数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
xxxx学院毕业设计论文题目：基于单片机和FPGA的位同步信号提取专业班级：电子信息工程学生姓名：学号：完成日期：指导教师：评阅教师：2006 年6月湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)诚信承诺书本人慎重承诺和声明：所撰写的《基于单片机和FPGA的位同步信号提取》是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。
设计(论文)的研究成果归属学校所有。
学生(签名)年月日湖南工程学院应用技术学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于单片机和FPGA的位同步信号提取姓名专业电子信息工程班级 0281 学号 16指导老师刘正青职称实验师教研室主任刘望军一、基本任务及要求：本课题是设计一具有通用性的输入信号的位同步提取系统，系统可以实现10HZ~1MHZ的信号同步。
使用单片机进行实时控制现场可编程逻辑门阵列FPGA完成位同步信号提取，通过理论和实验研究，完成硬件电路和软件设计并试制样机，要求完成：1、单片机实时控制FPGA，完成实时频率跟踪测量和自动锁相；2、在FPGA 内部，设计完成以下部分：A、全数字锁相环DPLL，主要包含：数控振荡器、鉴相器、可控模分频器B、LED动态扫描电路、FPGA和单片机的数字接口，以完成两者之间的数字传递3、设计辅助电路：键盘、LED；二、进度安排及完成时间：（1）第二周至第四周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告；（2）第五周至第六周：毕业实习；（3）第六周至第七周：项目设计的总体框架：各个模块以及各个模块之间的关系确定，各个模块的方案选择与各个模块的所用主要器件的确定；（4）第八周至第十三周：各个模块的主要器件熟悉及相关知识的熟悉；各个模块的具体任务实现：硬件电路、软件编程；（5）第十四周至第十五周：系统的总体仿真与调试（6）第十六周至第十七周：撰写设计说明书；（7）第十八周：毕业设计答辩；目录摘要........................................................................................................ 错误！未定义书签。
Abstract................................................................................................... 错误！未定义书签。
引言...................................................................................................... 错误！未定义书签。
第1章绪论........................................................................................ 错误！未定义书签。
1.1 位同步技术当前的发展........................................................... 错误！未定义书签。
1.2 EDA简介 (3)1.3 8051型单片机........................................................................ 错误！未定义书签。
1.4 FPGA器件简介...................................................................... 错误！未定义书签。
1.4.1 FPGA器件的发展....................................................... 错误！未定义书签。
1.4.2 FPGA器件的结构....................................................... 错误！未定义书签。
1.4.3 Altera器件及EPM7064 .............................................. 错误！未定义书签。
1.5 FPGA开发过程简介.............................................................. 错误！未定义书签。
1.6 C语言 ..................................................................................... 错误！未定义书签。
1.7 VerilogHDL ............................................................................. 错误！未定义书签。
1.8 MAX+PLUS II 概述.............................................................. 错误！未定义书签。
第2章系统组成结构.......................................................................... 错误！未定义书签。
2.1 单片机模块............................................................................... 错误！未定义书签。
2.2 键盘模块................................................................................... 错误！未定义书签。
2.3 测频、输出显示模块............................................................... 错误！未定义书签。
2.4 数字锁相环(DPLL)模块 .......................................................... 错误！未定义书签。
第3章各模块的具体设计及实现...................................................... 错误！未定义书签。
3.1 单片机模块的设计与实现....................................................... 错误！未定义书签。
3.2 键盘模块的设计与实现........................................................... 错误！未定义书签。
3.2.1 设计中问题和解决方法................................................ 错误！未定义书签。
3.2.2 键盘设计的软件设计.................................................... 错误！未定义书签。
3.3 测频、输出显示模块的设计与实现....................................... 错误！未定义书签。
3.3.1 测频部分........................................................................ 错误！未定义书签。
3.3.1.1 测频电路的设计实现......................................... 错误！未定义书签。
3.3.1.2 测频模块的软件设计......................................... 错误！未定义书签。
3.3.2 显示部分........................................................................ 错误！未定义书签。
3.3.2.1 7448芯片介绍..................................................... 错误！未定义书签。
3.4 锁相环模块的设计与实现............................................................... 错误！未定义书签。
3.4.1 鉴相器的选择................................................................ 错误！未定义书签。
3.4.2 可编程K可逆计数器的设计....................................... 错误！未定义书签。
3.4.3 I/D线路的设计............................................................ 错误！未定义书签。
3.4.4 可编程N分频器的设计............................................... 错误！未定义书签。
第4章位同步信号提取系统整体测试.............................................. 错误！未定义书签。
4.1 锁相环的仿真与测试............................................................... 错误！未定义书签。
4.2 单片机软件的测试................................................................... 错误！未定义书签。
4.3 系统的整体测试....................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。
致谢...................................................................................................... 错误！未定义书签。