本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)濾波法消除開關(guān)電源紋波對射頻接收機影響的研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,無線通信已經(jīng)進(jìn)入了生活的各個領(lǐng)域。由于無線網(wǎng)絡(luò)需求不斷提升,通信速率也隨著技術(shù)的變革不斷提升,給目前無線通信帶來了兩大挑戰(zhàn):功耗不斷提高,成本不斷增加。而現(xiàn)代無線通信設(shè)備向著體積小、重量輕、耗電低、輻射少、數(shù)據(jù)傳輸速率盡可能高的要求發(fā)展。在這些挑戰(zhàn)中,低功耗的無線通信技術(shù)是最引人關(guān)注的領(lǐng)域。為了實現(xiàn)低功耗的無線通信技術(shù),從電源管理角度入手無疑是一個很好的切入點。開關(guān)電源具有功耗低、電源轉(zhuǎn)化效率高的特點,在無線通信設(shè)備供電中十分具有吸引力,但電源紋波噪聲過大的問題,始終是開關(guān)電源應(yīng)用到無線通信設(shè)備中的瓶頸。本文從DC-DC開關(guān)電源紋波噪聲的角度入手,根據(jù)紋波噪聲的特性以及分析它對射頻接收機干擾的原理,提出用自適應(yīng)濾波的方法消除紋波噪聲對射頻接收機干擾的構(gòu)想。首先,根據(jù)藍(lán)牙和Zigbee通信標(biāo)準(zhǔn),利用Simulink仿真工具對DC-DC開關(guān)電源紋波噪聲干擾的射頻接收機建模仿真,通過對比經(jīng)過自適應(yīng)濾波處理前后的結(jié)果從理論上驗證了自適應(yīng)濾波算法的有效性。然后,利用Maxim公司芯片MAX2829搭建了IEEE802.11b的射頻接收機硬件測試平臺,并設(shè)計了基于DLMS算法的自適應(yīng)濾波器,完成了FPGA設(shè)計與ASIC設(shè)計。最后,根據(jù)設(shè)計的硬件測試平臺,制定合理的測試方案并進(jìn)行多組測試,從實際硬件上驗證了用自適應(yīng)濾波方法消除開關(guān)電源紋波噪聲對射頻接收機影響是可行的。本文的仿真與測試表明,在固定信號接收環(huán)境下,電源紋波噪聲增大會惡化接收信號的質(zhì)量。采用自適應(yīng)濾波算法消除DC-DC電源紋波噪聲干擾,在低紋波噪聲情況下,可以使射頻接收機正常工作;當(dāng)紋波噪聲較大時,雖然射頻接收機不能達(dá)到通信標(biāo)準(zhǔn)的要求,但自適應(yīng)濾波能明顯提高接收信號的質(zhì)量。本文的研究為開關(guān)電源應(yīng)用在低功耗的無線射頻領(lǐng)域提供理論與實踐基礎(chǔ),具有良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)電源 射頻接收機 自適應(yīng)濾波 FPGA設(shè)計 ASIC設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN851
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 縮略語表11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究的背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 射頻系統(tǒng)設(shè)計的研究和應(yīng)用13-15
• 1.2.2 開關(guān)電源紋波噪聲抑制的方法15
• 1.2.3 自適應(yīng)噪聲消除15-17
• 1.3 本文的主要創(chuàng)新點和章節(jié)安排17-19
• 1.3.1 論文主要創(chuàng)新點17-18
• 1.3.2 論文章節(jié)安排18-19
• 第二章 開關(guān)電源紋波對射頻接收機影響的理論分析與系統(tǒng)仿真19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 射頻接收機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)19-22
• 2.2.1 誤碼率20
• 2.2.2 靈敏度20-21
• 2.2.3 動態(tài)范圍21
• 2.2.4 選擇性21-22
• 2.3 開關(guān)電源紋波噪聲干擾原理與建模22-23
• 2.3.1 開關(guān)電源紋波噪聲來源22-23
• 2.3.2 開關(guān)電源紋波噪聲建模23
• 2.4 用simulink工具箱對射頻接收系統(tǒng)仿真23-35
• 2.4.1 開關(guān)電源紋波干擾的藍(lán)牙系統(tǒng)仿真23-30
• 2.4.2 開關(guān)電源紋波干擾的Zigbee系統(tǒng)仿真30-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 基于 802.11的射頻接收機硬件測試系統(tǒng)的設(shè)計36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 硬件測試電路的整體設(shè)計36-37
• 3.3 射頻前端接收機電路設(shè)計37-40
• 3.3.1 MAX2829射頻收發(fā)器性能參數(shù)37-38
• 3.3.2 MAX2829電路設(shè)計38-39
• 3.3.3 射頻微帶線阻抗匹配39-40
• 3.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計40-42
• 3.5 開關(guān)電源供電系統(tǒng)設(shè)計與線性穩(wěn)壓源系統(tǒng)設(shè)計42-45
• 3.5.1 LDO電源設(shè)計43-44
• 3.5.2 開關(guān)電源設(shè)計44-45
• 3.6 FPGA系統(tǒng)設(shè)計45-46
• 3.7 其他外圍電路設(shè)計46-47
• 3.8 本章小結(jié)47-48
• 第四章 自適應(yīng)濾波器研究與硬件實現(xiàn)48-62
• 4.1 引言48
• 4.2 自適應(yīng)濾波算法原理48-51
• 4.2.1 自適應(yīng)濾波算法48-49
• 4.2.2 自適應(yīng)濾波算法的改進(jìn)（DLMS算法）49-50
• 4.2.3 自適應(yīng)濾波算法的有限字長效應(yīng)50-51
• 4.3 自適應(yīng)濾波器的simulink仿真51-56
• 4.3.1 自適應(yīng)濾波器的結(jié)構(gòu)選擇51-52
• 4.3.2 全精度自適應(yīng)濾波器設(shè)計52-53
• 4.3.3 符合實際系統(tǒng)的自適應(yīng)濾波器設(shè)計53-56
• 4.4 自適應(yīng)濾波器的FPGA實現(xiàn)56-58
• 4.5 自適應(yīng)濾波器的ASIC實現(xiàn)58-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第五章 硬件系統(tǒng)測試與結(jié)果分析62-73
• 5.1 引言62
• 5.2 系統(tǒng)測試方案62-66
• 5.2.1 電路板PCB版圖62-64
• 5.2.2 開關(guān)電源紋波的耦合方案64-65
• 5.2.3 自適應(yīng)濾波對開關(guān)電源紋波抑制測試方案65-66
• 5.3 自適應(yīng)濾波算法對開關(guān)電源紋波抑制性能測試66-72
• 5.3.1 接收端靜態(tài)測試66-68
• 5.3.2 接收端動態(tài)測試結(jié)果68-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-80
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

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