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基于ARM FPGA的短波功率放大器数字预失真硬件平台设计.pdf

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简介：
本文探讨了在ARM FPGA平台上实现短波功率放大器中数字预失真技术的设计与应用，旨在提高信号传输质量。 本段落档介绍了基于ARM FPGA的短波功放数字预失真硬件平台的设计。文档详细阐述了如何利用先进的FPGA技术结合ARM处理器来优化短波功率放大器的性能，特别是通过实施数字预失真算法以减少信号失真的方法和技术细节。设计过程中考虑到了系统的可扩展性和灵活性，并对实现过程中的关键挑战和解决方案进行了深入探讨。

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  • 基于ARM FPGA的短波功率放大器数字预失真硬件平台设计.pdf
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    本文探讨了在ARM FPGA平台上实现短波功率放大器中数字预失真技术的设计与应用，旨在提高信号传输质量。 本段落档介绍了基于ARM FPGA的短波功放数字预失真硬件平台的设计。文档详细阐述了如何利用先进的FPGA技术结合ARM处理器来优化短波功率放大器的性能，特别是通过实施数字预失真算法以减少信号失真的方法和技术细节。设计过程中考虑到了系统的可扩展性和灵活性，并对实现过程中的关键挑战和解决方案进行了深入探讨。
     
  • 数字化预失真功率放大器
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    数字化预失真功率放大器是一种先进的射频通信技术，通过数字信号处理实现对非线性效应的有效补偿，显著提升无线发射系统的效率和性能。 带记忆效应的射频功放数字基带预失真、基于LUT的HPA数字基带预失真方法研究、预失真线性化技术原理分析、RF功率放大器非线性及移动通信关键技术研究、射频功率放大器数字预失真算法的研究和实现、射频功率放大器的数字自适应基带预失真技术以及OFDM系统线性功率放大器基带自适应预失真研究。
     
  • 基于数字预失真的Doherty放大器仿真
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    本研究探讨了采用数字预失真技术优化Doherty放大器性能的方法，并通过计算机仿真验证其有效性。 Doherty放大器能够在宽动态范围内输出功率，并且具备高效率和出色的线性度。
     
  • 基于数字预失真的Doherty放大器网络设计方法
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    本文提出了一种基于数字预失真技术的Doherty放大器网络设计方法，旨在改善其线性度和效率。通过优化输入信号处理，该方法有效降低了放大器在宽带通信中的失真问题，适用于无线基站等高功率应用场景。 放大器能够在广泛的动态范围内输出功率，并且具有高效率与优异的线性度。Doherty放大器由载波放大器和峰值放大器组成，这两部分通过四分之一波长传输线连接在一起。通常情况下，载波放大器被偏置以进行线性工作（例如A类或AB类），而峰值放大器则偏向于非线性的操作模式（如C类）。随着输入功率的增加，峰值放大器逐渐启动，并增强由载波放大器产生的输出功率。如果设计得当，总输出功率将提升，同时保持更好的线性和效率。 在功放设计师追求高效率和低相邻通道功率比(ACPR)的趋势下，利用数字预失真(DPD)技术来提高线性度变得越来越受欢迎。为了展示Doherty放大器的设计方法，在此我们将讨论一种使用AWR公司Mi工具进行设计的案例。
     
  • 基于ADS平台的不对称Doherty功率放大器仿真设计
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    本研究基于ADS平台，对不对称Doherty功率放大器进行详细仿真与优化设计，旨在提升其效率和线性度。 基于ADS仿真平台，选用飞思卡尔的MRF6S21140H功放管设计了一款工作在2.14 GHz频段WCDMA基站的不对称功率驱动的Doherty功率放大器。
     
  • 基于FPGA的数字锁相放大器设计.pdf
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    本文档介绍了一种基于FPGA技术实现的数字锁相放大器的设计方案。通过优化算法和硬件架构，旨在提高信号处理效率与精度。适合于高频低幅信号检测等领域应用研究参考。 在数字信号处理领域，锁相放大技术是一种用于提取微弱信号的常用方法，在存在大量噪声的复杂环境中尤其有效。本段落介绍了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）设计的数字锁相放大器，该设计能够有效地从噪声中提取有用的微弱信号。 锁相放大器作为一种同步相干检测器，通过与参考信号的相关性来提高信噪比，在强噪声干扰的情况下尤为有效。当有用信号被淹没在噪声中的时候，传统的模拟处理方法难以获取这些信号。而锁相放大技术则可以通过锁定特定频率的信号，并过滤掉其他频率的噪声实现这一目标。 设计中包括移相器、相关检测器、低通滤波器和矢量运算等主要部分。首先通过移相器根据参考信号的频率将接收信号延迟半个周期，达到90度的移相效果；然后使用相关检测器对两个经过处理后的信号进行乘法操作，并利用低通滤波进一步提取有用信息；最后，矢量运算是基于信号的幅度和相位进行计算。整个设计主要在FPGA上实现。 由于FPGA内部资源限制，特别是对于乘法器的需求较高，在本段落的设计中采用了分布式算法来替代传统方法中的乘法操作。这种算法使用查找表（LUT）以及移位寄存器代替传统的硬件乘法运算，有效节省了宝贵的芯片资源，并满足时序要求。 系统设计包括接收信号的前置放大、AD转换和FPGA内数字处理等步骤。在经过90度相位移动后，与参考信号进行相关性检测以提取有用信息；低通滤波器用于过滤掉高频率噪声，矢量运算则进一步优化了最终输出信号的质量。 设计中采用了Matlab中的fdatool工具来生成FIR数字滤波器，并设定合适的参数如通带范围和阶数。理想的幅频响应曲线为该过程提供了直观参考；其结构框图展示了由M位移位寄存器、LUT查找表及加减运算部分构成的高效处理机制。 基于FPGA设计的锁相放大技术在微弱信号检测领域展现出了显著优势，不仅提高了信号提取精度，还有效利用了硬件资源。通过采用分布式算法解决了内部乘法器不足的问题，并且实现了信噪比的有效提升。这些创新对于未来的测井技术和其它应用场景具有重要推动作用。
     
  • 基于ADS的功放及预失真(DPD)设计
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    本研究聚焦于先进数字信号处理技术(ADS)，探索功率放大器优化及其预失真校正策略，旨在提升通信系统的性能与效率。 利用ADS进行功放以及预失真（DPD）的设计，需要理解其原理并遵循一定的设计步骤。
     
  • 基于FPGA的数字频率幅值均衡功率放大器方案
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    本项目提出了一种基于FPGA技术的数字频率幅值均衡功率放大器设计方案，旨在优化信号处理效率与精度，适用于无线通信领域。 摘要：本段落提出了一种基于FPGA的数字幅频均衡功率放大器的设计方案。该系统在完成AD620前级小信号放大电路设计后，分析了阻带网络的幅频特性，并结合这些结果与FIR滤波算法提出了相应的滤波器组成方案。而后级功率放大电路则采用分立MOS管实现。 在现代通信系统中，码间干扰是影响通信质量的关键因素之一。为了减少这种干扰并降低误码率、提高信号传输的质量，需要对信道进行适当的补偿处理。接收机中的均衡器可以用于补偿或减小接收到的信号中的码间干扰。本段落提出了一种基于FPGA的数字幅频均衡功率放大器的设计方案。 1. 系统总体设计 本段落设计了一种实现数字信号幅频均衡功能的功率放大器方案，主要由几个部分组成。
     
  • 基于MATLAB GUI的数字滤波器仿真平台设计
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    本项目设计了一个基于MATLAB GUI的数字滤波器仿真平台，用户可以通过友好的界面选择和调整各种滤波器参数，并实时观察其频率响应特性。 利用程序法和FDATool设计IIR和FIR数字低通、高通及带通滤波器来分离三个不同频率的正弦信号。该项目包含GUI界面以及.m文件，主要分为用户登录系统、程序法滤波仿真和Simulink仿真三大部分。
     
  • 基于ARM+FPGA平台的硬件实时操作系统
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    本项目基于ARM+FPGA平台设计，开发了一种高效能的硬件实时操作系统，适用于嵌入式系统及高性能计算领域。 随着嵌入式系统的发展，实时操作系统（RTOS）的应用变得越来越普遍，并显著增强了系统的可靠性和开发效率。RTOS主要负责管理和调度多个任务，在有限的资源下满足严格的时间约束要求。然而，在需要极高实时性的场景中，传统的基于软件实现的RTOS因改进空间有限而难以进一步提高性能。 因此，硬件实时操作系统的概念应运而生。它通过将部分或全部操作系统功能硬件化来提供更优的性能和更高的实时性。本段落探讨了一种在ARM处理器与FPGA平台上的HWOS创新方法。ARM因其高性能和低功耗特点，在嵌入式系统领域广泛应用；FPGA则能灵活地根据需求进行编程，以满足不同的性能要求。 本段落所设计的HWOS中，ARM处理任务上下文切换及具体任务执行，而FPGA实现抢占式调度器，管理任务调度、信号量等核心功能。通过硬件描述语言（HDL）在FPGA内部编程来实现这些操作系统组件的硬件化，并使用优先级编码器快速确定最高优先级的任务。 HWOS允许系统迅速响应高优先级任务，确保关键操作及时处理。由于FPGA具备并行处理能力，它能在硬件层面同时执行多个操作，相比软件RTOS减少延迟、提供更好的实时性能。 此外，在设计中还详细描述了如何以硬件形式实现任务管理和信号量功能——前者包括创建、挂起和恢复等功能；后者用于资源同步与互斥。通过硬件化实现这些控制机制可以提高精确度与速度，特别是在需要快速响应的应用场景下。系统设计师可通过配置寄存器灵活地管理任务执行及资源配置。 本段落的HWOS框架由状态切换图和主体框图展示：前者展示了任务状态变化及其调度决策逻辑；后者揭示了架构与组件间的关系。这些图表是理解如何在ARM和FPGA平台上运作的关键点。 具体实现上，设计提供了一个软硬件划分参考，说明如何以硬件形式实施RTOS功能如任务调度、中断处理及资源管理等操作，从而通过硬件加速有效提升性能和响应速度。HWOS特别适合对实时性要求极高的应用领域如工业控制、航空航天与智能设备开发。 基于ARM和FPGA平台的HWOS以其优异的实时性和灵活性为嵌入式系统设计提供了创新思路，并能满足复杂应用场景中的高实时需求，这对于推动RTOS的发展具有重要意义。