题目：调频数字接收机的FPGA设计与实现

随着集成电路技术的发展，芯片的集成度越来越高，而高集成度会带来提升产品性价比，降低功耗等诸多好处。传统上的FM接收机是采用超外差结构实现的模拟接收机，但由于镜像抑制滤波器和中频滤波器需要采用分立元件来实现，因此无法用单芯片实现FM接收。因此研究可以实现单芯片集成的FM接收技术有着重要的意义。本文基于可单芯片集成的架构设计了FM低中频数字接收机。文中首先介绍了软件无线电中频数字化接收系统实现的理论基础，包括多速率信号处理技术，自动增益控制技术等。然后提出了FM低中频数字接收机的系统方案、系统功能和性能指标，对系统实现的主要器件选型进行分析，并论证了系统方案的可行性。确定了系统中频输出为低中频2.048MHz，A/D转换器采样精度为10bits，采样率为8.192MHz，系统实现的性能指标应不低于现有的FM数字接收机。在此基础上，对系统方案进行了详细设计。通过分析对比后，确定了关键部分的算法设计方案，明确了各部分的技术指标和所需参数；并将整个系统划分为FM解调子系统和AGC子系统，在Matlab/Simulink平台上对这两个子系统分别从浮点和定点两方面进行建模和仿真，仿真结果表明：系统详细设计正确无误，对浮点设计的定点量化结果也很合理。而后，对系统中FPGA实现部分进行了设计，通过ISE、Modelsim、Matlab/Simulink联合仿真技术，搭建了FPGA实现的验证平台，并设计了系统调试需要的FPGA测试程序，FPGA使用的是Xilinx公司的Spartan 3E 1600E芯片。最终完成的FPGA设计规模约为8万门，最高运行频率为：102.625MHz。仿真结果表明：FPGA设计正确无误。本文最后阐述了系统板卡的原理图设计，对最终实际制成的接收机系统进行调试和测试。测试结果表明：本接收机可正常接收并解调FM广播信号，接收效果良好，接收机性能达到了预期要求。