中频数字化接收机系统设计与实现

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1、中频数字化接收机系统设计与实现

2、第1内容加载中...1接收机总体设计由于受器件水平的制约，直接对射频采样处理还有一定难度。在保留软件无线电通用、灵活、开放的前提下，采用了中频数化方案[1]，整个接收机的结构框图如图1所示。该接收机接收信号频率范围：10～100MHz，为防止频谱混叠，前端电调谐滤波器分8段滤波器，由8031控制选用。第一本振LO1采用数字锁相环产生所需频率，通过预置，可产生正弦信号频率范围：1360～2350MHz，步进值10Hz，电调谐滤波器与一本振互动联调。混频后，将信号通过一中心频率为135

3、0MHz的带通滤波器后，进行二次混频。第二本振LO2产生信号的频率固定设置为：1371.4MHz，因此中频信号为：21.4MHz，通过AGC控制输出信号强度范围为：-50～-10dBm/50Ω。2中频数字化单元设计该单元是接收机的核心部件，主要完成几种信号（AM、FM、SSB、CHz，-50～-10dBm/50Ω(0.7mV～70mV)，输出为-38dBm～+2dBm/50Ω(2.8mV～0.4V)。AD6640是AD公司生产的新一代模数转换器件，分辨率12bit，输入动态范围±1V，采样速度可达65Msps，在

4、5V供是时功耗仅为710mSPS，可以采用过采样技术。根据理论上的ADC的信噪比计算公司：SNR=6.02M+1.7dB+10log10(fs/2fb)可知：抽样速率每增加一倍，信噪比大约可提高3dB。因此，在速率允许的情况下，我们仍决定采用过采样技术，采样频率50MHz。2.2数字下变频单元500)this.style.ouseg(this)">数字下变频单元由美国Harris生产的专用可编程下变频器HSP50214B和专用可编程数字科斯塔司环电路HSP50210构成。HSP50214B大体可分成13个部分[3

5、]（见图3），主要功能是将IF数据下变频成基带数据。其前端处理速度高达65Msps，后端处理速度最高达55Msps。总的抽取因子范围：4～16384，输出采亲速率可达12.94Msps，输出低通带宽最宽为982kHz（IF带宽1.96MHz）。最高支持14bits字长的数据并行输入，输出形式灵活多样，既可并行输出又可串行输出，既可选择直角坐标数据输出又能选择极从标数据输出，可选择输出幅度、瞬时相位和频率等参数。另外，HSP50214B还内带电平检测器，可为IF自动增益控制提供支持。总之，HSP50214B功能非常

6、强大，使用相当灵活，可以解调AM、FM、FSK信号。与HSP50210一起使用，还可以解调SSB和PSK信号。HSP50210是Harris公司生产的数字科斯塔司环专用电路，其功能也很强大。时钟处理速率高达52MHz，内部具有以下功能模块[4]（见图4）：（1）可选升余弦匹配滤波器/积分和去除滤波器（I/D滤波器）；（2）二阶载波和码元跟踪滤波器；（3）自动增益控制电路；（4）鉴频器；（5）锁定检测器；（6）数据质量和信号电平检测电路；（7）直角坐标向极坐标转化电路；（8）8-Bits微机控制接口。主要用HSP5

7、0210来提取相干载波、码元同步信号和载波跟踪情况指标。其内部的AGC环路、内部NCO载波跟踪、混频电路及RRC滤波器等均旁路不用。由于HSP50210需要HSP50214B提供两路正交数据，而其每一路数据长度只有10bits，因此要注意数据匹配问题。注意：载波跟踪误差COF利用同步信号COFSYNC串行送给214B的NCO，码元跟踪误差SOF利用同步信号SOFSYNC串行送给214B的重采样NCO，所以214B和210必须采用统一时钟才能保证同步传送数据不出问题。500)this.style.ouseg(thi

8、s)">2.3DSP单元DSP单元采用美国TI公司生产的TMS320C542专用数字信号处理芯片和外部程序扩展存储器以及数据扩展存储器组成。C542定点DSP芯片，处理速度最高可达40MIPS，可以满足实时处理要求。主要完成工作：接收8031送过来的命令，根据命令完成对HSP50214B和HSP50210的初始化设置工作。当FIFO半满时申请DSP的/INT1中断，DSP响应中断读入1024个数据，做必要的处理后根据信号类型送出。程序定期查询8031有无新命令送过来，如有则根据新命令重新设置214B和210的相关

9、参数，否则继续执行原来的接收程序。根据AGC时间常数，从214B读取电平检测值和频率偏移送8031，作为模拟部分的调整依据。TMS320C54x只有高速同步串行通信接口，无法直接与8031进行异步通信。采用软件模拟UART方式较好地解决了这个问题[2]。该方法无需额外硬件开销，仅仅需要两个通用I/O脚（BIO和XF）、外部中断INT0以及一个定时器就可实现，硬件连接非常简