数字中频接收机的设计与实现
- 格式:pdf
- 大小:253.39 KB
- 文档页数:4
甜技凰探讨中频数字接收机的设计与实现陈春霞(91982部队13分队,海南三亚572000)c}商要】中频数字接收杌是随着数字信号处理技术不断成熟的。
笔者研究了中频数字接牧机的设计方案,并进一步探计了数据采集、数字成形滤波以及控制器的实现,很好地实现了在节约成本基础上的性能完善。
p翱】中频数字接牧机;软件无线电;数据采集;成形滤波软件无线电作为未来无线通信的发展方向,世界各国都在进行深入的研究。
基本结构主要有三种:射频低通采样数字化结构、射频带通采样数字化结构和宽带中频采样数字化结构。
其中宽带中频数字化结构既降低了中频之前模拟滤波放大处理的难度,也使其较之传统的中频数字化缕收机具有更好的波形适应性,信号带宽灵活性及可扩展性。
1中频数字接收机的设计方案随着数字信号处理技术的发展,接收机设计经历了从模拟到数字的演变过程,并且因A D C器件水平的提高,数字化程度越来越来高。
如伺j哿模拟信号变换为数字信号变成了实聊超越以往接收机系统的关键之一圈l中颏数字化方案示意图经过下变频,将射频信号变换为中频l F信号,在宽带A D C前可用~个中心频率固定的高性能抗混叠滤波器滤除带外无用信号并可在中放级实现自动增益控制,获得最大信号增益,减轻带内信号过载的可能性。
同时,A D C后用数字滤波代替了模拟滤波,提高了系统的灵活性和滤波器的选錾i性。
而且,就系统的可编程性而言,宽带中频数字化接收机与射频数字化方案相当。
2中频数字接收机的实现2.1数据采集的实现为了能采样10M H z的中频信号,高速数据采集部分采样时钟选定为f s=40M H zo此外,带通采样有可能避开带外的谐波,杂散混叠到带内来,在设计过程中只要精心选择采样频率和l F频率就能避免,因此在系统设计时I F和F s的选取是关键。
本文选用了A N LO G D E—V I C E公司的A D6640021.1模拟输入电路一般A D变换器之前要用运算放大器来驱动。
第25卷第4期增刊仪器仪表学报2004年8月零中频宽带数字接收机方案的设计+靳明林明秀宋建中(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033)摘要通过应用软件无线电的思想,搭建了一个用于宽带中频(射频)信号接收的硬件平台,将处于中频(射频)段的高速宽带的模拟信号以下变频的方式变成处于基带的数字信号,同时以正交I,Q信号的形式输出,以便于后续的DSP对其进行软件算法的调解和处理。
该接收机设计输出的单通道带宽可达20MHz,适合宽带中频(射频)信号的接收,是目前硬件条件受到限制的情况下,宽带中频(射频)信号接收方法中一个可行的实施方案。
关键词软件无线电零中频数字下变频器宽带数字接收机DesignandImplementationofZero—IFWidebandDigitalReceiverJinMingLinMingxiuSongJianzhong(ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,Changchun130033,China)AbstractAhardwarestructureusedtOreceivethewidebandIF(RF)signalswasbuiltbyusingtheideaofsoft—wareradio.ItcandownconverttheIF(RF)analogwidebandsignalstodigitalbasebandones.Inordertodemod—u|atethesignalsbyDSPsoftwarealgorithmic,thesignalwasoutputtedwiththeformatofIQ.Thedesignedsin—glechannelwidthofthereceiveris20MHzanditisaavailableschemeofwidebandIF(RF)signalreceivemeth—odspresentlythatthehardwareconditionisconfined.KeywordsSoftwareradioZero—IFDigitaldownconverterWidebanddigitalreceiver1引言软件无线电由天线,射频前端,宽带A/D、D/A转换器,通用和专用数字信号处理器及配套软件组成。
中频数字化接收机系统设计与实现的开题报告一、研究背景随着现代通信技术的飞速发展,无线通信系统的需求不断增加,数字化接收机成为了这些系统中的关键性组件之一。
数字化接收机替换了传统的模拟接收机,具有系统性能稳定,现场调试方便等优势。
现有的数字化接收机已经具有较高的精度和可靠性,但是随着技术的不断进步,数字化接收机的性能还有很大的提升空间,尤其是在中频数字化接收机领域。
因此,本文将对中频数字化接收机系统进行研究,设计一种新型的中频数字化接收机系统,以提升其性能和稳定性。
二、研究目的本文的研究目的如下:1.深入研究中频数字化接收机系统的基本原理和架构,掌握其工作流程和关键技术。
2.设计出一种能够满足实际需求的中频数字化接收机,包括对信号进行处理和数字化的模块,对数字信号进行解调和滤波的模块,数据传输和存储模块等。
3.测试和验证设计的中频数字化接收机系统的性能和稳定性,考察其现场应用效果。
三、研究方法本文将采用如下研究方法:1.文献资料研究法:对数字化接收机技术、中频数字化接收机系统等方面的文献资料进行归纳整理,并结合国内外相关研究成果进行分析。
2.理论分析法:以中频数字化接收机系统的基本原理和架构为基础,分析其工作流程和关键技术,并结合实际应用场景进行分析和探讨。
3.系统设计法:根据理论分析结果,设计出一种能够满足实际需求的中频数字化接收机,并进行系统集成和调试。
4.实验验证法:对设计的中频数字化接收机系统进行实验验证,测试和评估其性能和稳定性,考察其现场应用效果。
四、预期研究结果1.深入研究中频数字化接收机系统的基本原理和关键技术,了解数字化接收机技术发展的趋势,提高数字化接收机的水平。
2.设计出一种能够满足实际需求的中频数字化接收机系统,包括对信号进行处理和数字化的模块,对数字信号进行解调和滤波的模块,数据传输和存储模块等,提升数字化接收机系统的性能和稳定性。
3.测试和验证设计的中频数字化接收机系统的性能和稳定性,考察其现场应用效果,为以后数字化接收机系统的设计和研发提供参考。
软件无线电(Software Radio )的概念自上世纪末提出以来,最近几年取得了引人注目的进展。
数字化中频接收机是软件无线电的重要部分。
软件无线电的主要原理是将数字化推向前端,即是把模数/数模转换器(ADC/DAC )尽量放在射频端,这是数字化接收机的发展方向,也是软件无线电的理想实现方法。
早期的数字化接收机受ADC 发展水平的限制,采用正交双通道零中频的实现方案,即将射频通过变频变换到零中频(基带),正交解调得到模拟的正交信号之后再进行数字化。
该方案的频率变换主要都在模拟部分实现,数字化较少,不是真正意义上的数字化接收机。
而且,此方案实现起来设备量较大,方案中的正交混频器是模拟器件,得到的正交I ,Q 信号也难以保证幅相正交的精度[1]。
目前比较成熟的数字化接收机理论和实现方案是中频数字化接收机,即将射频信号经一次或二次下变频后,在中频(或高中频)直接采样,再数字下变频到基带,得到正交I ,Q 信号。
软件无线电技术的迅猛发展,使其在航天测控领域的应用成为了可能。
在我国当前的C 频段微波统一测控系统中,中频接收机主要由模拟电路构成,这种结构已经逐渐不能达到测控系统的精度要求。
数字化已经成为中频接收机的必然发展趋势,关于这方面的研究,已经开展了很多[2-6]。
文中设计了一种数字化中频接收机,该方案采用软件无线电思想,并给出了采用FPGA 和DSP 实现该接收机的方法。
1系统工作原理软件无线电的目标和思路是在标准化、完全可编程的硬件平台上,用不同的软件适应通信、测控等业务的各种体制,并实现尽可能多的无线功能,其原理框图如图1所示。
在理想的软件无线电中,系统的所有功能都在一个通用的处理器上用软件实现,原则上允许同一硬件平台支持任何物理层和更高的协议层。
文中所设计的数字化中频接收机的应用了软件无线电的设计思路,在中频70MHz 上进行带通采样。
输入的信号有和路和差路,其中和路信号包含有测距、遥测等信息,而差路信号则含有角误差信息。