基于实时数字信号处理的宽带单比特瞬时测频接收技术
基于TMS320C6416的宽带数字接收机信号处理技术
基于TMS320C6416的宽带数字接收机信号处理技术
董晖;毕大平;姜秋喜
【期刊名称】《测控技术》
【年(卷),期】2004(023)0z1
【摘要】本文提出了一种基于DSP的宽带微波数字接收机信号处理流程,简要介绍了DSP芯片TMS320C6416的性能,详细讨论了基于该DSP数字信号处理库的FFT技术及基于内联函数的高效算法,最后通过仿真实验验证了该技术的有效性.【总页数】4页(P150-152,155)
【作者】董晖;毕大平;姜秋喜
【作者单位】解放军电子工程学院,安徽,合肥,230037;解放军电子工程学院,安徽,合肥,230037;解放军电子工程学院,安徽,合肥,230037
【正文语种】中文
【中图分类】TN957
【相关文献】
1.宽带数字接收机高速信号处理技术 [J], 董晖;毕大平;王冰
2.基于TMS320C6416的宽带语音G.722.2声码器的实时实现 [J], 覃团发;秦德兴;刘运毅;张淑仪
3.基于TMS320C6416的直接中频采样数字接收机 [J], 谢春健;郭陈江
4.基于TMS320C6416的直接中频采样数字接收机 [J], 谢春健;郭陈江
5.数字接收机中基于TMS320C6416的数字下变频技术 [J], 董晖;姜秋喜;毕大平;章根龙;莫翠琼
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子战中的单比特数字化接收机技术
电子战中的单比特数字化接收机技术
周涛
【期刊名称】《电子对抗》
【年(卷),期】2006(000)005
【摘要】单比特数字化接收机技术是一种通过适当降低量化精度和简化傅立叶变换过程以获取大带宽和实时信号处理能力的新技术.文章首先阐述了单比特接收机的技术思路和工作原理,通过定性分析和仿真探讨了单比特接收机的技术特点,并简要介绍了其国内外发展动态和未来的发展趋势.最后通过和传统电子侦察接收机对比,探讨了其在电子战领域内的应用前景.
【总页数】5页(P6-10)
【作者】周涛
【作者单位】电子对抗国防科技重点实验室,成都,610036
【正文语种】中文
【中图分类】TN97
【相关文献】
1.电子战数字接收机设计中的性能匹配分析 [J], 王磊
2.高温超导微波器件在电子战接收机中的应用 [J], 曾斌;赵强
3.电子战接收机中的自动增益控制 [J], 李峥
4.采用多种技术的电子战接收机 [J], 康峰;张香成
5.温度传感器DS1621在电子战接收机中的应用 [J], 王坤;袁乃昌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于新式宽频鉴相器瞬时测频电路的设计
基于新式宽频鉴相器瞬时测频电路的设计王春雷;张学成【摘要】通过A/D采样芯片将采集数据送入现场可编程门阵列(FPGA)进行数字移相,完成了基于3路输出宽频鉴相器的瞬时测频电路小型化的设计,满足了瞬时测频接收机对小型化的要求.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2013(036)001【总页数】3页(P106-108)【关键词】采样;数字移相;鉴相器;瞬时测频【作者】王春雷;张学成【作者单位】船舶重工集团公司723所,扬州225001【正文语种】中文【中图分类】TN971.10 引言瞬时测频（IFM）接收机从20世纪50年代研究发展至今，作为一项成熟的技术，以其自身的优点已经在各类电子战系统中得到了广泛的应用。
为满足机载电子战系统对体积、重量等要求的不断提升，瞬时测频接收机的小型化设计变得更为重要。
微波鉴相器和测频编码板作为瞬时测频接收机的重要组成部分，其大小直接影响瞬时测频接收机的体积。
本文介绍了一种基于三路输出宽频鉴相器的测频编码板设计，进一步实现了瞬时测频接收机的小型化。
1 工作原理实现瞬时测频有几种技术途径，只要能瞬时（单脉冲）给出输入射频（RF）信号的数字频率代码，均可称为数字瞬时测频。
数字式多通道延迟线鉴频体制的瞬时测频技术是建立在相位干涉原理之上，所采用的自相关技术是波的干涉原理的一种具体应用。
新式宽频鉴相器原理图如图1所示［1］。
图1 宽频鉴相器原理图经过平方律检波后输出视频信号为［2］：式中：φ为经延迟线后2路信号相位差；τ为延迟线长度。
由式（1）、（2）、（3）可以看出，新式相关器3路输出信号分别为2路正弦信号和1路余弦信号，根据3路信号关系解算出相位差φ，进而可以计算出信号频率f。
2 编码电路设计2.1 编码电路组成测频接收机采用4路鉴相器设计，12路检波器输出视频信号进入编码板的两级视频放大电路进行放大，经放大后的信号送入模数转换（A／D）采样芯片，将信号幅度量化，量化码送入FPGA进行锁存、移相、编码，最终将频率码解算出来。
一种宽带信号实时脉内分析平台的设计
理 想情 况下 ，宽带 射频 数 字 接收 机 可对 整个 频段 用 超 高 速 超宽 带 Ａ Ｄ 行 采 样 量 化 ，然后 利 ／进
１ 宽 带 接 收 机 发 展 状 况
传 统 的侦 察 接 收机 主要 有 晶体 视 频 接 收 机 、
瞬 时测 频 接 收 机 、声 光 接 收 机 、微 扫 描 接 收 机 、
理流 程 。
＝
，（ ＣＳ（Ｔ ２ Ｑ （ ｓ （７ ２ Ｏ ｎ＂ ）－ ｉＩ（ 一 ） 为偶数
宽 带 中频 数字 信 道化 接 收机 的频 率 测 量方 法
主 要 有基 于Ｆ Ｔ 信道 化 接 收 机 和基 于多 相 滤 波 Ｆ的
的信道 化 接 收机两 种 ，两 者 的硬 件结 构 相 似 ，它 们 都是 通过 并 行运 算来 提 高运 算 速度 ，其 频 率测 量精 度 比较 高 ，对数 据 交换 速 度 和处理 能 力 的要
收稿 日期 ： Ｏ ７ ２ ２ ２ ｏ —１ — １
２ 信 号 处 理 流 程
该 平 台的 主要 功能 是完 成 对雷 达 回波 信 号 的
分析 ，包括 ：判 断 连续 波还 是 脉 冲波 ，分 析 回波
５ 电子元 器 件 主 用 ４
２０ ． 加 ． ｄ ｃ ０ ８７ 删 ｅ ｃ ｎ ｃａ
关键 词 ：实时处理 ；频谱 分析 ；脉 内特征 ；宽 带信 号
０ 引 言
雷 达 侦察 接收 机在 雷达 对抗 系统 中一 直 扮演 着 极其 重要 的角色 。它 可 以截 获 、分析 、识别 和 定 位作 战 区域 内 的雷达 辐射 源 ，以便通 过 分析 了 解 战场 上 的电磁 态势 和 敌方 作 战序列 ，为 战方 提 供 直 接 的 情 报 支 援 和 决 策 依 据 。 电子 侦 察 系 统 中 ，ｌ 般 都 应用 接 收机从 雷 达发 射 的射频 脉 冲 中 一
基于射频直采的宽带数字采集系统
电子信息对抗技术Electronic Information Warfare Technology2018,33(5) 中图分类号:TN971.1 文献标志码:A 文章编号:1674-2230(2018)05-0080-05收稿日期:2018-04-03;修回日期:2018-04-27作者简介:彭艳(1986 ),女,硕士,工程师㊂基于射频直采的宽带数字采集系统彭 艳,向川云,程 锌,陈 睿(电子信息控制重点实验室,成都610036)摘要:雷达信号高频宽带化㊁作战环境复杂化的发展趋势,使采集系统的瞬时带宽和动态范围成为了目标截获的瓶颈问题㊂限于ADC 器件水平,数字采集系统的带宽和采样频率受到很大的限制,直接影响系统指标㊂采用S /H+ADC 的基本架构,提出一种时间交替的宽带数字采集系统,介绍了系统的架构㊁S /H+ADC 二次采样原理以及4GHz 带宽采集系统的实验验证㊂测试结果表明:该采集系统实现了射频信号的直接采样,提高了采集带宽和动态㊂关键词:射频直采;二次采样;时间误差;带宽DOI :10.3969/j.issn.1674-2230.2018.05.017Wide -Band Digital Acquisition System Based onDirect RF Sampling MethodPENG Yan,XIANG Chuan-yun,CHENG Xin,CHEN Rui(Science and Technology on Electronic Information Control Laboratory,Chengdu 610036,China)Abstract :Because of wideband and high frequency of the radar signal,and because of the com⁃plexity of the electromagnetic environment,the instantaneous bandwidth and dynamic range of signal acquisition become the bottleneck problem for target intercepting.Limited to ADC device,the bandwidth and the sampling frequency of the digital acquisition are greatly limited,which di⁃rectly affect the system performance.Based on the architecture of the S /H +ADC,A wide -band time-interleaved digital acquisition system is proposed.And the architecture of the sys⁃tem,the principle of the S /H+ADC double sampling and the verification of the 4GHz acquisition system are introduced.The tested results show that direct sampling RF signal is achieved,and the bandwidth and dynamic range are improved.Key words :RF sampling;double sampling;time errors;bandwith1 引言随着电磁信号日益复杂,电子战作战对象高频宽带化㊁作战环境复杂化的发展趋势,使采集系统的瞬时带宽和动态范围成为了目标截获的瓶颈问题㊂拓展数字接收机带宽较理想的方法是采用超高速的ADC 器件,美国Tektronic 公司已研制出单片8bit 采样率12.5Gs /s ADC,采集带宽达到5GHz;但是由于材料㊁工艺水平的限制,再想通过提高ADC 器件采样速率来提高带宽已变得十分困难㊂因此,信道化方式㊁压缩采样方式㊁单比特采样㊁交替采样成为拓展采集系统带宽的主要手段㊂然而,信道化方式通道的滤波与变频使系统庞大复杂,带内波动较大,信号失真严重;压缩采8电子信息对抗技术·第33卷2018年9月第5期彭 艳,向川云,程 锌,陈 睿基于射频直采的宽带数字采集系统样要求信号具有相应的稀疏性;单比特在幅度㊁相位上有所损失且系统的双音动态低㊂多路ADC 并行结构的时间交替采样使系统采样率倍增,是提高数字采样带宽的一种途径[1]㊂据报道,是德科技Keysight(原安捷伦电子测量事业部)利用磷化铟工艺,已经通过多片ADC 器件交织的方式实现了80Gs /s 的采样技术㊂利用多路ADC 并行时间交替采样使采样率大幅提高,但是ADC 器件的模拟带宽又成其限制因素;同时,因并行通道之间响应的差异性㊁通道间采样时钟的差异性,导致并行采样的非均匀误差不可避免[2-3],若不加以处理,将影响系统的动态性能㊂本文提出一种外置采样保持器(S /H)的直接射频采样时间交替宽带采集系统,该采集系统构架适应了较宽的信号模拟输入带宽,可实现宽带信号的直接射频采样;并在一定带宽范围内较好地解决多路通道间的时钟失配非线性误差,提高了采样系统的瞬时带宽㊂2 采集系统架构 在现有ADC 器件的指标前提下,为了提高系统的模拟带宽和瞬时带宽,实现对信号的直接射频采样,本文提出了一种基于射频直接采样的时间交替宽带采集系统,如图1所示㊂图1 采集系统基本结构模拟信号经功分后,同时送往M 个S /H +ADC 通道进行模数转换,各采集通道由不同时钟信号进行驱动,采样率均为f s /M ,相邻两个采集通道的采样时钟延迟间隔为1/f s ㊂后端利用高速多路选择器进行数据重组后得到相当于一个整体采样速率为f s 的数据采样系统㊂3 基本工作原理3.1 单通道S /H+ADC 的二次采样基于射频直采的时间交替采样系统中,单个通道采用在ADC 前外置高性能采样保持器实现S /H+ADC 的二次采样基本结构,弥补原有ADC 器件模拟输入带宽不足的缺陷㊂M 个通道同时进行采样,在传统时间并行时间交替采样系统上实现了信号的直接射频采样㊂单通道外置高性能S /H+ADC 架构如图2所示㊂图2 单通道S /H+ADC 基本结构本文采用的采样保持器包括保持和跟踪两个阶段,在Track(跟踪)阶段,采保相当于固定增益放大器,输出波形输入信号与其一致;在Hold(保持)阶段,完成采样并保持输出在采样时刻的固定电平[4],采样保持器输出的时域波形如图3所示㊂S /H 在时域上表现为:y (t )=[x (t )㊃∑+∞n =-∞σ(t -nT )]㊃∏(t T -12)(1)其中,∏(t /T -1/2)表示t =0到t =T 区间的方波㊂在时域上S /H 是将采样后信号保持至下一个跟踪时间,输出不是无限窄的冲激序列,而是所采样的信号与周期方波的卷积[5]㊂图3 采样保持器采样时域波形输出18彭 艳,向川云,程 锌,陈 睿基于射频直采的宽带数字采集系统投稿邮箱:dzxxdkjs@在频域内表现为:Y (f )=e-jπft㊃sin(πft )πft ㊃∑+∞n =-∞X (f -n T)(2)由式(2)可以得到,S /H 输出频谱时间上为输入信号频谱以采样频率为重复周期的无限序列,幅度则类似于辛克函数,随频率升高幅度呈滚降趋势㊂为显性化地表达出这个趋势,以采样率为4Gs /s,对频段为4GHz ~6GHz,通带为2GHz,间隔50MHz 的多个叠加信号进行采样仿真,经过采样保持器后输出频谱响应如图4所示㊂单个通道采用S /H+ADC 的架构,采样保持器S /H 第一次采样,根据欠采样定理[6],在满足输入射频信号的带宽小于1/2采样频率条件下,S /H 将输入射频信号频谱搬移至基带;而后ADC完成的二次采样,等效于对采样保持器S /H 搬移后的基带信号进行采样㊂因ADC 的SFDR 随频率的升高而降低,ADC 对基带信号的采样在一定程度上使频率响应得到改善,提高了采集系统的动态性能㊂图4 采样保持采样后信号的频谱响应与ADC 相比,S /H 只有采样功能,去掉了庞大复杂的量化网络,其频响特性从工艺实现上能够大大增强㊂所以S /H 器件较ADC 器件而言,具有较高的模拟带宽,市场现有S /H 器件的模拟带宽范围达DC ~18GHz㊂因此,采用S /H +ADC 架构的二次采样,采样模拟带宽由S /H 的模拟带宽决定,故可实现对射频信号的直接采样㊂3.2 时间交替并行采样非均匀误差M 个通道的S /H+ADC 以相同的采样速率并行交替完成二次采样㊂M 个通道中,相邻通道采样时钟之间相差T =1/f ,相位之间相差360°/M [7]㊂图5给出了各通道的采样时序图㊂图5 S /H+ADC 二次采样时序图由于各通道间时间延迟的不一致性㊁各通道之间的增益和偏置的失配,将导致并行采样系统的时基非均匀与幅值非线性,表现在频域上即是多了相应的杂散[8]:时钟失配误差和增益误差与输入信号相关,表现在谱线之间的间隔,分别位于2π/MT ,±f in ±2πk /MT 处,偏置失配引入的误差谱线位于±2πk /MT ,f in 为S /H 采样后输入到ADC 的基带频率㊂图6以4路ADC 并行采样系统为例,给出了单音输入信号条件下的采样非均匀误差示意图6,附加谱线恶化了杂散指标㊂图6 4通道并行采样非均匀误差示意图通道失配带来的非均匀误差中,偏置以及增益误差的影响具有一定的线性,从数字手段上相对容易校正;通道间采样时钟误差是非线性的,一方面需保证各通道ADC 每次采样时刻均发生在采样保持器的Hold 阶段(即满足第M 通道的时间误差t M 在Hold 区间内),可使时间误差的影响降至最低;另一方面,通过数字时延滤波器组进行误差估计后的实时校正,可以较好地完成时钟误差的校正[9]㊂4 4GHz 带宽的采集系统验证4.1 测试电路利用S /H+ADC 二次采样技术,采用基于射频直采的宽带采集系统的基本架构,实现了瞬时带宽4GHz 的实验测试,测试电路框图如图7所28电子信息对抗技术·第33卷2018年9月第5期彭 艳,向川云,程 锌,陈 睿基于射频直采的宽带数字采集系统示㊂射频输入信号频率为6GHz ~10GHz,功分4路后经S /H+ADC 通道以每个ADC 芯片等效采样率为2.7Gs /s 进行并行时间交替采样㊂图7 测试电路框图选用采样保持器为HMC661LC4B,最大采样率为4Gs /s,DC -18GHz 的模拟输入带宽[10];ADC 器件为目前市面较为常见的ADC10D1500,10位,内部为双通道结构,即芯片内部的两个ADC 交替采样实现最高采样率为3Gs /s㊂因ADC 器件内部实验电路采用ADC 器件的DESIQ 模式[11],即若要单个ADC 器件实现2.7Gs /s 采样率,只需为其供1.35GHz 的时钟信号即可㊂配置时钟产生及分配管理器,产生相位分别为0°㊁90°㊁180°㊁270°的4路1.35GHz 的时钟信号,依次作为各通道采样保持器及ADC 的采样时钟;以实现每个通道等效采样率为2.7Gs /s 的二次采样㊂FPGA 同时对四片ADC 进行复位㊁同步接收数据后,对四片ADC 的并行数据进行接收,利用数据拼接技术㊁通道失配误差校正技术以及时钟校正管理实现等效采样率为10.8Gs /s,瞬时4GHz 带宽的采集系统㊂4.2 测试结果按照步进频率400MHz,输入功率5dBm,对6GHz ~10GHz 射频连续波信号全频段实验测试㊂采集系统的FPGA 主要实现多相时钟分配管理㊁复位同步管理㊁ADC 配置㊁数据采集;用Chip Scope 从FPGA 抓出数据,利用MATLAB 进行并行数据的拼接及各通道间时间误差㊁增益误差㊁偏置误差的估计与校正,SFDR 测试结果见表1㊂通过数据的拼接和校正得到射频输入信号(以6.4GHz㊁9.4GHz 为例)频谱和时域波形见图8~9㊂表1 6~10GHz 射频信号直接采样SFDR 测试结果频率/MHz SFDR /dB 频率/MHz SFDR /dB 600044.2840040.8640043.3880040.0680043.5920039.2720042.2960038.4760042.71000038.1800041.6(a)频谱响应(b)时域波形图8 输入6.4GHz射频信号的频谱及时域波形(a)频谱响应38彭 艳,向川云,程 锌,陈 睿基于射频直采的宽带数字采集系统投稿邮箱:dzxxdkjs@126.com(b)时域波形图9 输入9.4GHz 射频信号的频谱及时域波形测试结果表明:1)数字采集系统无需变频,实现利用较高速ADC 直接对6GHz ~10GHz 的射频信号进行直接采样;2)实现了等效采样速率10.8Gs /s,瞬时4GHz 带宽的采集系统;3)SFDR 在6GHz ~9GHz 达到40dB 以上,9GHz ~10GHz在38dB 以上㊂5摇结束语 随着现代电子侦察装备对数字接收机采样带宽和动态性能的极度依赖,利用射频直采的时间交替宽带采集系统,通过S /H+ADC 二次采样使接收机能够利用较低采样率㊁较低模拟带宽的ADC 器件直接采样高频输入信号,使整个采集系统更靠近天线,顺应了系统向软件无线电架构发展的趋势,可减少射频链路中的变频滤波等相关环节,使得系统更灵活开放;通过多通道并行交替采样,在一定输入带宽范围内解决了并行采样的非均匀误差问题后,使得系统采样率倍增,提高了系统瞬时带宽㊂实际电路证明了该方法的有效性,测试验证表明,采用该架构的采集系统,可利用现有ADC 实现射频信号的直接采样,将射频输入瞬时带宽扩展为4GHz,SFDR 可达38dB 以上,对解决复杂电磁环境下的信号截获问题具有重要意义㊂参考文献:[1] JIN H W,LEE E K F.A Digital-Back Ground Cali⁃bration Technique Form in Imizing -Error Effects in Time-Interleaved ADCs [J].IEEE Transactions on Circuits and Systems,Analog and Digital Signal Pro⁃cessing,2000,47(7):603-613.[2] ROLAINY,SCHOUKENS J,VANDERS TEEN G,etal.Signal Reconstraction for Non Equidistant FiniteLength Samples Sets a "KIS"Approach [J].IEEETransaction on Instrumentation and Measurement1998,47(5):1046-1052.[3] DEYST J,SOUNDERS T,SOLOMON O.Bounds on LeastSquares Four Parameter Sine Fit Errors Due to HarmonicDistortion And Noise [J].IEEE Transactions on Instru⁃mentation and Measurement,1995,44(3):637-642.[4] 赵岩,敬守钊.高速采样保持电路设计[J].电子质量,2011(6):4-6.[5] MIKKO W.Circuit Techniques for Low-Voltage andHigh-Speed A /D Converters[D].Helsinki:Helsinki University of Technology,2002.[6] TSUI J.宽带数字接收机[M].杨小牛,陆安南,金飚,译.北京:电子工业出版社,2002.[7] 张清洪,吕幼新,王洪,等.多片ADC 并行采集系统的误差时域测量与校正[J].电讯技术,2005,6(3):189-193.[8] YONG C L,ZOU Y X,LEE J W,et al.Time-Inter⁃leaved Analog-to-Digital-Converter Compensation U⁃sing Multichannel Filters [J].IEEE Transactions on Circuits and Systems,2009,56(10):2234-2247.[9] ZOU Y X,ZHANG S L,LIM Y C,et al.Timing Mis⁃match Compensation in Time-Interleaved ADCs Based on Multichannel Lagrange Polynomial Interpolation [J].IEEE Transactions on Instrumentation and Meas⁃urement,2011,60(4):1123-1131.[10] ANALOG DEVICES.HMC661LC4B Ultra -Wide⁃band 4Gs /s Track-and-Hold Amplifier DC-18GHz [M].USA:ANALOG DEVICES,2017.[11] TEXASINSTRUMENTS.ADC10D1500/ADC10D1500Low Power,10-Bit,Dual1.0/1.5GSPS or single 2.0/3.0GSPS ADC [M ].USA:TEXAS INSTRUMENTS,2008-2013.欢迎投稿 欢迎订阅48。
基于采集相位的瞬时测频技术
基于采集相位的瞬时测频技术
陈传军
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2008(31)15
【摘要】介绍了通过采集接收信号的相位参数,利用对采集信号的相位参数进行双回路解调和选用高速率数字信号处理器(DSP)构成的瞬时测频技术,适用于雷达侦察测频系统.讨论了随机相位波动产生频率误差,给出了在测量频率范围内随机相位波动产生的频率误差的最大均方根值误差.
【总页数】3页(P168-170)
【作者】陈传军
【作者单位】金陵科技学院,江苏,南京,210001
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.一种稳健的基于解卷叠的相位差分瞬时测频方法 [J], 宋云朝;万群;毛祺;刘刚
2.相位推算法瞬时测频研究 [J], 喻旭伟;付利
3.基于相位差分的FPGA瞬时测频的实现 [J], 李滨玉;许洁静;魏波
4.数字瞬时测频——相位推算法测频 [J], 胡来招
5.一种基于时间数字转换器的瞬时测频技术 [J], 凌祥;张树森
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于FPGA和DAC的雷达宽带线性调频信号实时产生方法
基于FPGA和DAC的雷达宽带线性调频信号实时产生方法摘要空间雷达信号处理类单机的设计日趋复杂，对线性调频信号的要求也不断提高，除了带内平坦度、线性度、脉压性能等指标要求外，宽带线性调频信号的实时控制、参数切换等功能需求也十分迫切，因此通过FPGA芯片实时计算的方法控制JESD204B芯片产生宽带线性调频信号具有广阔的发展应用前景。
关键词：宽带线性调频信号；实时产生；FPGA；JESD204B本文主要介绍了一种新型的基于FPGA和JESD204B的雷达宽带线性调频信号产生方法，宽带线性调频信号的时宽、带宽、调频斜率、调制模式均可实时切换和控制。
从而降低了FPGA程序设计的时序风险，提高了系统设计的可靠性。
1 同步原理1.1 JESD204B简述JESD204B是一种新型的数据接口技术，这种接口技术专用于高速串行数据传输，支持多通道同步和确定性延迟。
其适用于高速转换器和接收机设备之间的高速互联，能够满足现在的高速数据处理需求，有着十分广阔的应用前景。
在最新的JESD204B协议中，最大传输速率可达12.5 Gbps，共分为子类0、子类1、子类2三个子类。
其中，子类0用来与之前的协议兼容，子类1和子类2的区别在于同步使用的信号不同，子类1常用于采样率500 MS/s以上的转换器，子类2常用于采样率500 MS/s以下转换器。
本次设计中采用子类1进行设计，并基于同步原理提出了多通道同步和确定性延迟的验证方案。
1.2 同步信号在通过JESD204B实现数据同步传输的过程中，主要包括对多帧时钟对齐、收发端代码组同步（CGS）、初始通道序列对齐（ILAS）阶段。
sysref信号是通过JESD204B实现片间同步的关键组成部分，其主要作用是实现多通道间及数据接收端的多帧时钟相位对齐。
通过一个与设备时钟同源的sysref产生模块，同时向接收端和发送端发送一个与设备时钟同相的sysref信号，来对收发两端同时对本地多帧时钟（LMFC）实现复位，确保其相位相同，且与设备时钟相位一致，从而保证数据传输的准确性。
CORDIC算法数字瞬时测频的FPGA设计与实现
CORDIC算法数字瞬时测频的FPGA设计与实现摘要数字瞬时测频(DIFM)技术是现代电子战中的关键技术之一,要求在极短的时间内完成对输入信号频率的测量。
瞬时测频的基本思路是将频率信息转化为相位信息,再把相位信息转化为幅度信息,通过对幅度信息量化编码,从而完成对频率的测量。
本文提出了基于数字下变频、CORDIC算法相位测量以及相位推算法的数字瞬时测频方法以及在FPGA中的实现,对单频信号该方法具有测频精度高、瞬时性好的优点,特别适合现代电子战接收机数字瞬时测频的需求。
关键词数字下变频;CORDIC算法;数字瞬时测频;FPGA0 引言现代电子战环境下,雷达、通信信号非常密集,在同一个时间内会有多个信号出现,且频率覆盖范围广,为实现对这些同时信号的全概率覆盖,侦察接收机一般采用模拟和数字信道化技术,将一组固定通带滤波器输出的数字信号进行快速、宽频带、全概率的粗测频,然后再对各通道中被检测出的信号进行相对窄带、高精度的精测频[1]。
信号经过信道化处理后,如果子信道的带宽取得比较窄,则每个信道输出一个信号的概率比较大,此时可以采用一些时域测频算法进行测频,如相位推算法、瞬时自相关法、曲线拟合法和过零检测法等方法。
其中相位推算法具有运算量小、速度快、精度高、利用很少采样点就可以实现频率的估计,特别适合实时处理的场合,因此是DIFM精测频的比较好的方法。
本文提出了基于数字下变频的数字正交化、CORDIC算法的相位测量的相位推算法数字瞬时测频方及其在FPGA中的工程实现,该方法适用于信道化后的单频信号的高精度、快速频率测量,在窄脉冲的情况下也可以获得比较好的测量精度,同时该方法也适用于线性调频信号的调频参数测量。
1 CORDIC算法数字瞬时测频基本原理CORDIC算法数字瞬时测频实现的功能框图如图1所示,该模块包括一下几个主要组成部分:射频前端、ADC采样、数字下变频、CORDIC算法相位测量、相位推算法频率测量以及脉冲描述字产生等几个组成部分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（ Ｔｈｅ ２ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ ｏ±ＣＳＩ ， ａ ｚ ｏｕ ２２５ ０１・ ７ ３ ｎ ｔｔ ｔ Ｃ Ｙ ｎｇ ｈ ０ Ｃｈｉ ａ） ｎ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｉ ｉ ａ ｈｉ ｈ ｓｒ ｃ ： ｍ ｎｇ ｔ ｇ ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｎｄ ｘ ｒ ｑｕ ｒ ｍ ｅ ｔ ｍ ｏｄ ｒ ｅｅ ｔ ｏ ｃ ａ ｆ ｒ ｒ ｃ ｉ ｅ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｉ ｅ ｅ ｉｅ ｎ ｓ ｏｆ ｅ ｎ ｌ ｃ ｒ ｎｉ ｗ ｒ ａ ｅ ｅ ｅ ｖ ｒ
ｐ ｏ ｅ ｓｎ ．ｔ ｅ ｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓｉ ｄ ｃ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅｖ ｒｎ ｔｏ ｌ ｓｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ — ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｈ ｉ ｌ ｔ ｅ ｕ ｔ ｉ ａ ｅ ｔ ａ ｅ ｒ ｃ ｉ ｅ ｏ ｎ ｙ ｉ ｒ ｖ ｄ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｏ ｎ ｔ
王 坤 达
（ 舶 重 ＿ 团 公 司 ７ ３所 ， 州 ２ ５ ０ ） 船 Ｔ集 ２ 扬 ２ ０ １
摘要 ： 针对现代 电子战接收机 的大瞬时带宽 、 实时处理 、 高灵敏 度、 速测频等 高性 能指标要求 ， 出了一种基 于实 快 提
时 数 字 信 号 处 理 的 宽 带 单 比 特 瞬 时 测 频 接 收 机 方 案 ， 合 大 带 宽 高 速 采 样 的 实 时 快 速 处 理 ， 单 比 特 接 收算 法 、 结 将 滑 动快速傅里叶变换（ Ｆ 算法 、 Ｆ Ｔ） 瞬时 频 率 测 量 算 法 应 用 于该 算 法 结 构 ， 出 了超 高 速 单 比 特 采 样 和 高 速 实 时 信 号 处 给
ｉｔｃ ｕｃ ｓ ｌ ｒ ａ ｗｉ ｔ ｒ ａ— ｉ ｏ ｅ ｓｎｇ， ｇ ｒ ｑ ｎｃ ｅ ｏｌ ｉ ｎ， ｕｔａ ｓ ｓ ｐ ｒ ｅ ｔ ｓ ｉｓ ｓ ｈ ａ ａ ｇｅ ｂ ｎｄ ｄ ｈ， ｅ ｌｔｍｅ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｈｉ ｈ ｆｅ ｕｅ ｙ ｒ ｓ ｕｔｏ ｂ ｌｏ ｈａ ｅ ｆ ｃ ｓｇ ｌｔ ｓ ｅ ｉ ｌｔ ｉ ｎａ ｅ ｔｓ ｎｓｂｉｉｙ．
ｓ ｈ ａ ｌ ｒ ｅ ｎｓ ａ ｔ ｎ ｏ ｂａ ｄｗｉ ｈ， ｅ ｌｔｍｅ ｒ ｅ ｓ ｎ ｕｃ ｓ ａ ｇ ｉ ｔ ｎ ａ ｅ ｕｓ ｎ ｄｔ ｒ ａ— ｉ ｐ ｏｃ ｓ ｉ ｇ，ｈ ｇ ｓ ｎｓｔｖ ｔ ａ ｄ ａ ｔ ｒ ｑ ｎｃ ｉ ｈ ｅ ｉｉ ｉｙ ｎ ｆ ｓ ｆ ｅ ｕｅ ｙ
ｒｔ ｉｈｍ ， ｌｄ ａ ｔ Ｆｏ ｉｒ ｔ ａ ｆ ｍ （ ｓｉ ｅ ｆ ｓ ｕｒｅ ｒ ｎｓｏｒ ＦＦＴ）ａ ｇ ｉｈ ，ＦＭ ｌ ｏｒｔ ｌ ｏｒｔ ｍ Ｉ ａ ｇ ｉｈｍ ｏ ｔ ｓ ａ ｇ ｉｈｍ ｒ ｍ ｅ ｒ ｔ ｈｉ ｌ ｏｒｔ ｆ ａ ｗｏ ｋ， ｐｒ ｓ ｎｔ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｒ ａｉａ ｉ ｎ ｏ ｕｐ ｒ ｐｅ ｄ ｓｎ ｅ— ｔｓ ｍｐ ｉ ｎｄ ｈｉ ｈ ｓ ｅ ｅ ｌｔｍ ｅｓ ｇ ｌ ｅ ｅ ｓｔ ｅ ｈａ ｄ ｒ ｅ ｌｚ ｔｏ ｆｓ ｅ 一 ｅ ｉ ｇｌ— ａ ｌｎｇ ａ ｇ ｐｅ ｄ ｒ ａ — ｉ ｉ ｎａ ｓ ｂｉ —
２１ ０ ２年 ６月
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨＩ ＢＯＡＲＤ Ｐ ＥＬＥＣ ＴＲ（ＮＩ Ｃ０ＵＮＴＥ ） Ｃ ＲＭ Ｅ ＡＳ ＵＲＥ
Ｊ ｎ ２ ｌ ｕ ．０２
Ｖ０ ． ５ ＮＯ ３ １３ ．
第 ３ ５卷第 ３期
ห้องสมุดไป่ตู้
基 于 实 时数 字信 号处 理 的宽 带 单 比特 瞬 时测 频接 收技 术
理 的 硬 件 实 现 。 仿 真 结果 表 明 ， 接 收 机 不 仅 具 备 大 带 宽 、 时 处 理 、 频 率 分 辨 率 等 特 性 ， 时具 有 优 异 的信 号 检 该 实 高 同
测灵敏度 。
关键 词 ： 宽带接收 ； 比特接收机 ； 单 实时处理 ； 瞬时测频 中 图 分 类 号 ： Ｎ ７． Ｔ ９ １１ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： Ｎ ２１１（０２０—０ １ ６ Ｃ ３—４３２１）３ ３－ ０ ０
Ｗ ｉ ｂ ｎｄ Ｓ ｎ ｌ — ｔＩ ｄｅ ａ ｉ ｇ ｅ ｂｉ ＦＭ ｃ ｉ ｉ ｃ ｎｏ ｏ ｙ Ｂａ ｅ ｎ Ｒｅ ｅ ｖ ｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｓ ｄ ｏ
Ｒｅ ｌｔｍ ｅ Ｄｉ ｉａ ｉ ｎ ｌＰｒ ｃ ｓ ｉ ａ — ｉ ｇ ｔ ｌＳ ｇ ａ ｏ ｅ ｓｎｇ
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ： ｗ ｉ ｅ ａ ｒ ｃ ｉ ｎｇ； ｓｎ ｅ ｂｉ ｙ ｒｓ ｄ ｂ ｎｄ ｅ ｅｖｉ ｉ ｇｌ ｔ ｒ ｃ ｉ ｒ； ｒ ａ — ｉ ｅ ｐ ｏｃ ｓ ｉ ｅ ｅｖｅ ｅ ｌｔｍ ｒ ｅ ｓｎｇ； ｉ ｔ ｎ ａ ｅ ｓ ｎｓ ａ ｔ ｎ ｏｕ
ｔ ｅ ｓｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｏ ａ ｇ ａ ｄ ｄ ｈ ｈ ｇ — ｐ ｅ ａ ｐ ｉ ｇ ｕ ｅ ｈ ｉ ｇ ｅ ｂ ｔ ｒ ｃ ｉ ｉ ｇ ａ ｇ — ｉ ｉ ｎ ｌ ｏ ｅ ｓｎ ｆ ｌ ｒ ｅ ｂ ｎ ｗｉ ｔ ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｓ ｍ ｌ ， ｓ ｓ ｔ ｅ ｓｎ ｌ— ｉ ｅ ｅｖ ｎ ｌ ｏ ｍ ｐ ｎ
ｍｅｓ ｒｍｅ ａ ｕ ｅ ｎｔ（ ＦＭ ） ｒ ｃ ｉ ｅ ａ ｅ ｎ ｒ ａ —ｉ ｇｉａ ｉ ｎａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ， ｏｍｂｉ ｎ ｔ ａ ｔｒ ａ — Ｉ ｅ ｅ ｖ ｒ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｌｔｍｅ ｄｉ ｔ ｌｓｇ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｃ ｎｉ ｇ ｗｉｈ ｆ ｓ ｅ ｌ
ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｅｃ ，ｈ ｓｐ ｐ ｒｐ ｔ ｏ ｗａ ｄａｐ ｏ ｔ ｆｗｉｅ ａ ｄｓｎ ｌ— ｉ ｉｓａ ｔｎ ｏ ｓｆｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｕ ｅ ｎ ， ｔ． ｔ ｉ ａ ｅ ｕ ｓｆｒ ｒ ｒ ｊｃ ｄ ｂ ｎ ｉ ｇ ｅｂｔ ｎ ｔｎ ａ ｅ ｕ ｒ ｑ ｅ ｃ ｅ ｏ