無線電導(dǎo)航數(shù)字信號(hào)源的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完整參考方案

　　三、無線電導(dǎo)航數(shù)字信號(hào)源處理任務(wù)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)不同導(dǎo)航信號(hào)的技術(shù)要求，激勵(lì)器主要的處理任務(wù)是產(chǎn)生不同形式的射頻信號(hào)，比如自動(dòng)定向機(jī)(ADF)導(dǎo)航信號(hào)形式為：

　　其中，E表示信號(hào)幅度，

　　甚高頻全向信標(biāo)(VOR)系統(tǒng)導(dǎo)航信號(hào)形式為：

　　其中，表示基準(zhǔn)相位信號(hào)幅度，表示方位角，表示30Hz角頻率，表示9960Hz角頻率，表示調(diào)頻指數(shù)，表示基準(zhǔn)相位信號(hào)的調(diào)幅度，表示載波信號(hào)角頻率。

　　分析上述不同信號(hào)格式，信號(hào)源信號(hào)輸出基本主要由載波信號(hào)、低頻調(diào)制信號(hào)和音頻調(diào)制信號(hào)構(gòu)成。因此，在設(shè)計(jì)方案中，載波信號(hào)、音頻信號(hào)均由FPGA來實(shí)現(xiàn)，而低頻信號(hào)來自外部主控單元。在FPGA中實(shí)現(xiàn)方位信息θ與低頻調(diào)幅信號(hào)合成，以及載波信號(hào)的調(diào)幅。MicroBlaze負(fù)責(zé)與控制臺(tái)通信，解析控制臺(tái)命令并控制FPGA的信號(hào)生成。

　　3.1 硬件平臺(tái)搭建

　　FPGA芯片選擇Xilinx公司的Spartan-6平臺(tái)系列中的XC6SLX16，工作時(shí)鐘最高可達(dá)500MHz，片內(nèi)有32個(gè)DSP運(yùn)算單元，有14579個(gè)邏輯單元，存儲(chǔ)器單元達(dá)576Kbits，具有較強(qiáng)的運(yùn)算能力和高速數(shù)據(jù)吞吐能力。

　　MicroBlaze軟核是XILINX 公司開發(fā)的一種非常簡化卻具有較高性能的嵌入式處理器軟核, 該軟核的性能具有高度的可配置性, 允許設(shè)計(jì)者根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇, 以搭建自己的硬件平臺(tái)?？焖賳芜B接(FSL)總線是一個(gè)單向的點(diǎn)對點(diǎn)通信總線，可用來連接FPGA上的任意兩個(gè)帶有FSL總線接口的設(shè)計(jì)元素并提供兩者間的快速通信信道。在XPS的集成開發(fā)環(huán)境下BSB向?qū)?chuàng)建一個(gè)以MicroBlaze為核心的硬件系統(tǒng)，按照向?qū)崾局苯犹砑铀璧耐庠O(shè)UART IP核，通過FSL總線同MicroBlaze軟核相互通信。利用平臺(tái)產(chǎn)生器根據(jù)硬件描述文件(.MHS)生成嵌入式系統(tǒng)模塊的網(wǎng)表文件(.NGC)，然后使用綜合工具XST進(jìn)行綜合，構(gòu)成整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件模型。

　　A/D轉(zhuǎn)換器主要用于外部低頻調(diào)制信號(hào)輸入，選用ADI公司雙通道10位AD9218，采用+2.7 V ~ +3.6V單電源供電，采樣頻率在40MHz以上。

　　D/A轉(zhuǎn)換器主要用于射頻信號(hào)輸出，選擇ADI公司單通道電流輸出型10位芯片AD9760，更新頻率120MSPS，單電源+5V供電，使用方便。