中頻數(shù)字化接收機系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
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軟件無線電是一種基于寬帶A/D器件、高速DSP芯片，以軟件為核心（Software-Oriented）的嶄新的體系結(jié)構(gòu)。其基本思想就是將寬帶A/D 盡可能地靠近射頻天線以便將接收到的模擬信號盡可能早地數(shù)字化，盡量通過軟件來實現(xiàn)電臺的各種功能。通過運行不同的算法，軟件無線電可以實時地配置信號波形，使它能夠提供各種話音編碼、信道調(diào)制、加密算法等無線電通信業(yè)務。我們知道信號失真是長期困擾模擬處理的難題，如本振頻率漂移、相位噪聲、混頻產(chǎn)生的虛假信號、放大時產(chǎn)生的諧波以及互調(diào)、機內(nèi)噪聲等問題。盡管設(shè)計人員想方設(shè)法，但結(jié)果并不能令人滿意，而軟件無線電技術(shù)簡單有效地解決了這些問題。在數(shù)字化之后，本振、混頻、放大、濾波都僅僅是數(shù)字運算，不會產(chǎn)生諧波、互調(diào)等虛假信號。與傳統(tǒng)的模擬方式相比，軟件無線電具有靈活性、適應性和開放性等特點，被譽為無線電領(lǐng)域的又一次革命。
1 接收機總體設(shè)計
由于受器件水平的制約，直接對射頻采樣處理還有一定難度。在保留軟件無線電通用、靈活、開放的前提下，采用了中頻數(shù)化方案[1]，整個接收機的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
該接收機接收信號頻率范圍：10～100MHz，為防止頻譜混疊，前端電調(diào)諧濾波器分8段濾波器，由8031控制選用。第一本振LO1采用數(shù)字鎖相環(huán)產(chǎn)生所需頻率，通過預置，可產(chǎn)生正弦信號頻率范圍：1360～2350MHz，步進值10Hz，電調(diào)諧濾波器與一本振互動聯(lián)調(diào)。混頻后，將信號通過一中心頻率為 1350MHz的帶通濾波器后，進行二次混頻。第二本振LO2產(chǎn)生信號的頻率固定設(shè)置為：1371.4MHz，因此中頻信號為：21.4MHz，通過 AGC控制輸出信號強度范圍為：-50～-10dBm/50Ω。
該單元是接收機的核心部件，主要完成幾種信號（AM、FM、SSB、CW、FSK、BPSK，QPSK）的解調(diào)工作，同時負責對模擬前端提供AGC控制用電平強度值和AFC控制用載波頻率誤差值。8031主控電路板則要為中頻數(shù)字化值單元提供：信號類型、中頻帶寬、AGC時間常數(shù)、BFO值、PSK信號波特率等控制命令。中頻數(shù)字化處理單元硬件系統(tǒng)大體構(gòu)成如圖2所示[1]。
2.1 數(shù)據(jù)采集部分
該部分電路主要由數(shù)控放大器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD6640構(gòu)成，負責完成數(shù)據(jù)采集工作。固定增益放大器（18dB）的中頻輸入信號為：21.4MHz，-50～-10dBm/50Ω(0.7mV～70mV)，輸出為-38dBm～+2dBm/50Ω(2.8mV～0.4V)。 AD6640是AD公司生產(chǎn)的新一代模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，分辨率12bit，輸入動態(tài)范圍±1V，采樣速度可達65Msps，在5V供是時功耗僅為710mW。注意A/D前采用固定增益放大電路，并不影響對模擬接收機的AGC輸出。因該放大電路的增益是已知的，檢測出信號電平后可以倒推出放大前的電平變化情況。至于采樣速率的確定，此處既可以采用過采樣又可以采用欠采樣技術(shù)。所謂欠采樣技術(shù)就是對于帶通信號（頻率范圍：fLffH）而言，抽樣頻率只要滿足：
2fH/K≤fs≤(2fL)/(K-1)
K 為整數(shù)且2≤K≤fH/(fH-fL),fH-fL≤fL）就可保證采樣后的頻譜不產(chǎn)生折疊。這對于減小運算量是很有好處的，但對接收機抗混疊濾波器要求較高。考慮到HSP50214B處理速率高速65MSPS，可以采用過采樣技術(shù)。根據(jù)理論上的ADC的信噪比計算公司：SNR=6.02M+1.7dB+ 10log10(fs/2fb)可知：抽樣速率每增加一倍，信噪比大約可提高3dB。因此，在速率允許的情況下，我們?nèi)詻Q定采用過采樣技術(shù)，采樣頻率 50MHz。
2.2 數(shù)字下變頻單元
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