中频数字化接收机
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基于FPGA的数字信道化接收机
数字化接收机 由模拟射频前端 、 模数 转换器 （ Ａ Ｄ Ｃ） 和
数 字信号 处理三部 分组成。其 中根据 Ａ Ｄ Ｃ三种不 同的采
射频带通采样 作者简介 ： 黎琴（ １ ９ ５ ９ 一） ， 女， 江苏常州人 ， 本科 ， 高级工程 师， 研究 样 方式对应 了三种基本结构的数字接收机 ：
任意频带信号的随机检测。为中频 带宽信号的检 测提供 了一种可行的技 术方案 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ Ｐ Ｇ Ａ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ Ｉ Ｆ － ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｂ ｏａ ｒ ｄ ｂ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ， ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｏ ｍ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ ｙ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｂ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｄ ｔ ｌ ｌ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ．Ｉ ｇ ｔ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ
ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍｅ ｄ ｉ ａ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｂ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｄ ｔ ｈ ｓ ｉ ｇ ｎ ｌ ａ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
GNSS软件接收机中频信号数据分析
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沟通能力培训
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汇报人：XXX
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短波固定监测站建设方式探讨
９ 中 无 电２ 年９ ０ 国线 叭 第 １ 期
监 测 检 测
Ｍｏｎｔ ｉ ｇ ＆ Ｄｅ ｅ ｔ ｉ ｎ ｏｒ ｔ ｃｉ ｏｎ
但从长远 发展来看 ，传输带宽 问题 依然需要 重视 ，
霹Ｌ 一一 Ｌ 雷 一
～
图３ 一 中频数字化接收机框 图举例 丁
这 是 因 为 随 着 宽 带 监 测 与 测 向 的不 断 应 用 ，前 、 后 端 设 备 之 间 传 输 的 数 据 量 越 来 越 大 如 国 家 无线 电 监 测 中心
站首 先需要选择监测天 线的位置 ，然后再考 虑机 房和办
公 室 建 设 。如 果 天 线 场 周 边 不 适 合 建 设 监 测 机 房 ．天 线 信 号 就 需 要 传 输 到 远 端 机 房 ，这 种 方式 称 为 天 线 外 置 ，
也就是将 接收天线放置在监测站之外 。
２ 天 线 外置
在符合条件 的场地建设 。然而 ．事实并非如此 。
由 于 监 测 天 线 是 监 测 站 全 部 信 息 的来 源 ．建 设 监 测
３ 接 收 机 前 置
随 着 技 术 的 发 展 ．监 测 接 收 机 小 型 化 、 数 字 化 进 展 迅 速 ． 为 了提 高 灵 敏 度 ，接 收 机 与 监 测 天 线 之 间 的 传 输 距 离 越 来 越 短 ，这 被 接 收 机 制 造 商 称 为 “ 收 机 接 前 置 ” 。 对 多 数 实 现 了 中频 数 字 化 的 接 收 机 来 说 ． 接
站对周边 电磁环境要求很高 ＩＵ Ｔ 的有关建议和我国的相
要根 据无线 电监 测实际 ．与标 均 提 出 了 明确 要 求 ，这 些 要 求 都 是 关 于 短 波 监 测 以便 对 信 号 带 宽 和 电 平 进 行 特 殊 处 理 。值 得 注 意 的 是 ．
中频接收机利用软件无线电技术的探讨
ｔ ｎｆｒ ｅ ｉｉｌ ｉ ａ ｈ ｅｔ ａ ｐａｅ ｄｖｌ ｆｈ ｔ ｅ ｉｅｆ ｑ ｅｃ ｉ ａ ｂｆｒ ｉｉ ｄｇ ａｚｄ ｒ ｓ ｍ ｄｄｇａ ｓ ｎ ａ ｔ ｔ ｈ ａ ｅｏ ｅｉ ｅ ｄａ ｅｕ ｎｙｓ ｌ ｅ ｏｅ ｔｓ ｉ ｔ ｉ ． ａ ｏ ｔ ｇ ｌ ｓ ｈ ｏ ｌ ｓ ａ ｎ ｕ ｔ ｎｒ ｍ ｔｒ ｎ ｇ ｉ ｌ ｅ
１
㈩ 、
式中 ， Ｋ为 满 足 下 式 的正 整 数 。
２ Ｋ ｉ 且 一 ￡ ｆ － － Ｈ ＜ ＜Ｊ ，＜ Ｌ －
（） ２
上述定理表 明 ， 带通信号采样频 率 的取值 范 围 Ｋ 由一 …
度和宽动态范围模拟数字转换器 （ ／ 的出现 和广泛应用 ， Ａ Ｄ）
以及现场可编程逻辑器件 （ Ｐ Ａ） Ｆ Ｇ 等性 能更 强大的新器 件的 不断推出 ， 为软件 无线 电技术的发展提供 了物质基础 。 也 近几年来 ， 国测控 设备 的数字 化水 平 日趋 提高 ， 我 已在 接收 、 终端 、 发射等 分机 中大量 采用 了数字 化技 术。中频 接 收器的输入信号为一个带通模拟信号 ， 在送 入数字锁相 环之 前， 必须先对其 数字化 变换 ， 即正交接 收处 理一 将一 个实 信 号变成两个正交数字 序列 。该处 理主要 包含 带通 采样 和正 交变换 ， 变换后 的数 字信号必须具有 数字化前模 拟 中频信 号 的全部相位和幅度信 息 。本 文主 要探讨 如何 利用软 件无线 电技术实现中频接收机的数字采样及正交处理 。
３ １ 模 拟 下 变频 法 ．
２ 中频数 字采样
对于一般的低通 信号 ， 按照 奈奎 斯特 采样定 理 ， 当采样
交分量 （ 、 ＩＱ分量 ） 以精确地 保留带通信号 的幅度和相位信 ，
数字移动通信中GMSK信号的一种零中频数字接收新方法
数字移动通信中GMSK信号的一种零中频数字接收新方法武波;王京
【期刊名称】《高技术通讯》
【年(卷),期】1992(002)008
【总页数】4页(P7-10)
【作者】武波;王京
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
【相关文献】
1.一种零中频直接序列扩频数字接收技术 [J], 江斌;徐建良
2.一种中频数字接收机中的数字滤波器设计 [J], 林相波;姚远程;赵裕民
3.一种零中频数字接收机镜像抑制新算法 [J], 区洋;刘重军;邓单
4.一种中频数字化接收机中的数字信号处理技术 [J], 沈琰
5.数字卫星电视接收机调谐解调器中的零中频方案 [J], 华兴潮;张春荣
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《零中频接收机》课件
《零中频接收机》PPT课 件
零中频接收机是一种创新的接收机技术，具有广泛的应用前景。本课件将介 绍零中频接收机的概念、工作原理、优点、应用以及未来发展趋势。
什么是零中频接收机
零中频接收机是一种新型的接收机技术，相对于传统中频接收机具有很多优点。让我们来了解一下这种创新的 技术。
零中频接收机的工作原理
2 雷达系统
3 空间探测器
利用零中频接收机的技术， 在雷达系统中可以实现更 精确的目标探测和跟踪， 提高系统的性能。
对于空间探测器，零中频 接收机能够提供更高灵敏 度的信号接收，帮助科学 家更好地探索宙。
零中频接收机的发展趋势
1
高速数字信号处理技术的发展
随着高速数字信号处理技术的发展，零中频接收机的性能将不断提升，进一步拓 宽其应用范围。
2
高精度时钟技术的发展
高精度时钟技术的发展将使得零中频接收机的频率测量更加精确，提高系统的稳 定性和性能。
3
高速数字转换技术的发展
高速数字转换技术的发展将进一步提高零中频接收机的信号采样速率和分辨率， 满足更高要求的应用场景。
结论
零中频接收机是一种新型的接收机技术，广泛应用于通信、雷达和空间探测器等领域。随着相关技术的发展， 这种创新的接收机技术将有着广阔的应用前景。
了解零中频接收机的工作原理，需要了解它的组成部分和零中频技术的原理。 让我们深入探讨一下这个技术的内部机制。
零中频接收机的优点
降低噪声系数
通过零中频技术，零中频接收机可以降低混频 器的噪声系数，提高接收信号的质量。
节约成本和空间
由于零中频接收机的设计，可以减少多个滤波 器的成本和占用的空间，提高系统的效率。
减少失真和干扰
相比于传统中频接收机，零中频接收机能够减 少信号失真和干扰，提供更清晰、更可靠的信 号。
零中频接收机是一种创新的接收机技术，具有广泛的应用前景。本课件将介 绍零中频接收机的概念、工作原理、优点、应用以及未来发展趋势。
什么是零中频接收机
零中频接收机是一种新型的接收机技术，相对于传统中频接收机具有很多优点。让我们来了解一下这种创新的 技术。
零中频接收机的工作原理
2 雷达系统
3 空间探测器
利用零中频接收机的技术， 在雷达系统中可以实现更 精确的目标探测和跟踪， 提高系统的性能。
对于空间探测器，零中频 接收机能够提供更高灵敏 度的信号接收，帮助科学 家更好地探索宙。
零中频接收机的发展趋势
1
高速数字信号处理技术的发展
随着高速数字信号处理技术的发展，零中频接收机的性能将不断提升，进一步拓 宽其应用范围。
2
高精度时钟技术的发展
高精度时钟技术的发展将使得零中频接收机的频率测量更加精确，提高系统的稳 定性和性能。
3
高速数字转换技术的发展
高速数字转换技术的发展将进一步提高零中频接收机的信号采样速率和分辨率， 满足更高要求的应用场景。
结论
零中频接收机是一种新型的接收机技术，广泛应用于通信、雷达和空间探测器等领域。随着相关技术的发展， 这种创新的接收机技术将有着广阔的应用前景。
了解零中频接收机的工作原理，需要了解它的组成部分和零中频技术的原理。 让我们深入探讨一下这个技术的内部机制。
零中频接收机的优点
降低噪声系数
通过零中频技术，零中频接收机可以降低混频 器的噪声系数，提高接收信号的质量。
节约成本和空间
由于零中频接收机的设计，可以减少多个滤波 器的成本和占用的空间，提高系统的效率。
减少失真和干扰
相比于传统中频接收机，零中频接收机能够减 少信号失真和干扰，提供更清晰、更可靠的信 号。
基于ISL5416芯片的多载波数字中频接收机的设计
Ｐ ｏ ｕ ｔ 品 设计 与 ｒｄ ｃｓ 产 Ｄ ｓ ＆ ｆ ｉ 应用 ｅｊ Ａ ｊ ｔ ｃ ０
基 于 ＩＬ ４ 片 的 多载 波 Ｓ５ １ ６芯
数 字 中颊 接 收 机的’ 计 设
＾
深圳 市 中兴 通 讯 股份 有 限公 司
摘 要 关键词
张 军 陈炜 炜
载 波 １— ◆ １
２０ ０ ２年 无线电工程 第 ３ ２鲞 摹 ７ 啊 ３ Ｊ １
Ｄ ｓ Ｍ Ａ ｐｉ ｔ ｎ ｅｊ ＆ ｐ ／ ａｉ ｌ ｃ ｏ ￣用
个模 数 转换 器 （ Ｄ ） Ａ Ｃ 。 在数字 中频接收 机 中，下变频 和 Ｉ 解调 的功 能 Ｑ 由数字 电路 完成 ，模 拟 电路只 是信 号 的通道 ，信 号 经 过模拟 通 路没 有发 生性 质变 化 ，只 是信 号频 谱从 射 频搬 移到 中频 。Ａ Ｃ输 出 的数字信 号仍然 属 于多 Ｄ 载 波 的中频 信 号 。因此 ，数字 接 收机 可 以共 用 一个 模 拟 通 道 ， 并 Ⅱ 这 一模 拟 通 道 在 结 构 上 也 更 为 简 化 ，通常 只 需 作 一次 下变 频 。在 带 来益 处 的 同时 ， 另一方 面 ，数字 中频接 收机 对模拟 通 道和 Ａ Ｃ的 要 Ｄ 求也相 应 增加 ，主 要表现 在 带 宽和动 态范 围上 。 实
际 应 用 中 共 用 的 载 波 数 目一 般 不 大 于 ３ 。
Ｐ ０ ｕ ｔ产 品 设 计 与 ｒ ｄ ｃｓ
弦信 号与 数字 中频信 号分别 混频得 到 Ｉ Ｑ基带 信号 ； 三是信 道滤 波 ， 将基 带信 号 以外的其它 频率滤 除 ， 同 时 ， 可 以实现数 字信 号的成形 滤波 。 还 Ｎ ０是 数 控 本 振 ，本 振 的 频 率值 可 以通 过 设 Ｃ 置 寄 存 器 设 定 。 频 器 用 乘 法 器 实 现 。 Ｃ 和 乘 法 混 ＮＯ 器 的采 样 频 率 都 和 Ａ Ｃ的采 样 频 率 相 同 ， 为 Ａ Ｃ Ｄ Ｄ 的采 样 频率 。 由于 较 高 的 Ａ Ｄ采 样 频 率 可 以获 得一些处理增益， 此 ， 因 其值 往 往 选 为数 倍 或 十 几 倍 的 ２ 信 号带 宽 。 样 的 采 样 频率 ， 于 后 续 的 倍 这 对 信 道 滤 波 器 以及 基 带 处 理 部分 ， 没 有什 么 益 处 ， 却 并且会增加硬件开销， 此， 因 在混 频和 信 道 滤 波 之 问 有 抽 取 模 块 实 现 降 采样功能。
基 于 ＩＬ ４ 片 的 多载 波 Ｓ５ １ ６芯
数 字 中颊 接 收 机的’ 计 设
＾
深圳 市 中兴 通 讯 股份 有 限公 司
摘 要 关键词
张 军 陈炜 炜
载 波 １— ◆ １
２０ ０ ２年 无线电工程 第 ３ ２鲞 摹 ７ 啊 ３ Ｊ １
Ｄ ｓ Ｍ Ａ ｐｉ ｔ ｎ ｅｊ ＆ ｐ ／ ａｉ ｌ ｃ ｏ ￣用
个模 数 转换 器 （ Ｄ ） Ａ Ｃ 。 在数字 中频接收 机 中，下变频 和 Ｉ 解调 的功 能 Ｑ 由数字 电路 完成 ，模 拟 电路只 是信 号 的通道 ，信 号 经 过模拟 通 路没 有发 生性 质变 化 ，只 是信 号频 谱从 射 频搬 移到 中频 。Ａ Ｃ输 出 的数字信 号仍然 属 于多 Ｄ 载 波 的中频 信 号 。因此 ，数字 接 收机 可 以共 用 一个 模 拟 通 道 ， 并 Ⅱ 这 一模 拟 通 道 在 结 构 上 也 更 为 简 化 ，通常 只 需 作 一次 下变 频 。在 带 来益 处 的 同时 ， 另一方 面 ，数字 中频接 收机 对模拟 通 道和 Ａ Ｃ的 要 Ｄ 求也相 应 增加 ，主 要表现 在 带 宽和动 态范 围上 。 实
际 应 用 中 共 用 的 载 波 数 目一 般 不 大 于 ３ 。
Ｐ ０ ｕ ｔ产 品 设 计 与 ｒ ｄ ｃｓ
弦信 号与 数字 中频信 号分别 混频得 到 Ｉ Ｑ基带 信号 ； 三是信 道滤 波 ， 将基 带信 号 以外的其它 频率滤 除 ， 同 时 ， 可 以实现数 字信 号的成形 滤波 。 还 Ｎ ０是 数 控 本 振 ，本 振 的 频 率值 可 以通 过 设 Ｃ 置 寄 存 器 设 定 。 频 器 用 乘 法 器 实 现 。 Ｃ 和 乘 法 混 ＮＯ 器 的采 样 频 率 都 和 Ａ Ｃ的采 样 频 率 相 同 ， 为 Ａ Ｃ Ｄ Ｄ 的采 样 频率 。 由于 较 高 的 Ａ Ｄ采 样 频 率 可 以获 得一些处理增益， 此 ， 因 其值 往 往 选 为数 倍 或 十 几 倍 的 ２ 信 号带 宽 。 样 的 采 样 频率 ， 于 后 续 的 倍 这 对 信 道 滤 波 器 以及 基 带 处 理 部分 ， 没 有什 么 益 处 ， 却 并且会增加硬件开销， 此， 因 在混 频和 信 道 滤 波 之 问 有 抽 取 模 块 实 现 降 采样功能。
一种数字化接收机的设计方案
２ 。 Ｇ
Ｄ 倍 抽取 ，再 用Ｍ级 ＨＢ 进 行 倍 抽取 。 １ Ｆ
带 通 采 样 定 理 【： 设 一 个 频 率 带 限 信 号 Ｘ （） 其 频 带 限 制 在 ２ 】 ｔ，
， ｊ ，
３ 接 收机的设 计方案
在 本 设 计 方 案 中 ， 接 收 的 信 号 的 中 心 频 率 为 １ ． Ｍ ， 道 间 要 ０５ 信
于 软 件 无 线 电 对 通 用 性 要 求 很 高 ， 所 以 对 频 率 覆 盖 范 围 的 要 求 也 很 宽 ， 一 般 来 说 要 达 到 ｌ ～２ Ｍ ＧＨｚ …。 根 据 Ｎｙ ｕｓ 采 样 定 理 ， 至 ｑ ｉｔ 少４ ＧＨＺ 采 样 率 才 能 达 到 无 失 真 Ａ ／Ｄ 转 换 。 而 目 前 市 场 上 的 的 ＡＤＣ远 远 不 能 满 足 软 件 无 线 电 的 要 求 ， 所 以 需 要 采 用 以 下 方 法 来 逼 近 理 想 的 软 件 无 线 电 。 即 先 将 射 频 降 低 到 中 频 ， 再 运 用 带 通 采
１５ ７
・
理 论探 索 ・
即 数 模 转 换 的 是 一 个 带 通 信 号 ， 其 ＞ ＞Ｂ＝ 一 ， 可 以 采 用 带 Ａ
Ｄ ， 然 后 根 据 情 况 分 解 成 Ｄ ・ ，使 得 Ｄ２ ， 这 样 用 ＣＩ ｌ ：２ Ｃ进 行
通 采 样技 术 。这 样 就 不 会像 Ｎｙ ｕ ｓ采 样 定理 那样 要 求 ｑ ｉｔ
（ Ｌ，ｆ ｆ Ｈ） ， 其 中 心 频 率 为 ｆ ＝ 内 ｏ
４
， 频 带 宽 Ｂ＝ 一 ，如
果 采 样 率 为 ｆ 满 足 ／ ｓ， ｓ
， ｎ 最 大 正 整 数 （ １ ２， … ） 为 ｏ， ， ，
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(Software-的崭新的体系结构。
其基本思想就是将宽带A/D尽可能
0.7mV～70mV)，输出为(-38dBm～+2dBm/50Ω～0.4V)。
AD6640是AD (K为整数且2≤K≤ fH-就可保证采样后的频谱不产生折叠。
这对于
双工通信与全双工通信。
软件模拟UART技术允许用户设置：
·数据位数(1～16)；
·奇偶校验(奇校验或偶校验)或无奇偶校验；
·停止位(1～2)；
·波特率。
2.4 控制单元
控制单元主要包括：地址译码电路和与主控电路板上的8031单片机通信控制接口。
译码电路采用EPLD(EPM7128SQC-7)实现，以保护电路的灵活性。
与8031通信采用串口通信方式，优点是接口简单，调试方便，传输速率(采用RS-232C 接口串行总线标准)20kb/s。
2.5 输出单元
输出单元主要包括模拟信号输出和数字信号输出两部分。
模拟输出电路主要负责AM、SSB、FM、FSK信号的输出。
数字输出端口负责输出B/QPSK信号(I,Q 两路数据和同步时钟)。
由于该接收机从中频21.4MHz后采用了全数字设计，在模拟前端采用了电调谐预选滤波器与一本振之间的互动联调(二者可通过8031设置)，因而具有极大的灵活性。
通过加载不同软件，对模拟部分进行相应控制，本接收机可在10～1000MHz的范围内实现对AM、FM、SSB、CW、FSK、BPSK、QPSK的解调。
实验测试表明：接收效果良好，控制灵活，适应范围广，具有较好的开放性。
参考文献
1 胡延平，孙增军．软件无线电接收机中频数字化单元系统设计方案．
2 胡延平李广森．TMS320C54x软件模拟实现UART技术．
3 HSP50214B数据手册．Harris corporation 1998
4 HSP50210数据手册．Harris corporation 1998。