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用于智能天線設(shè)計(jì)的多路信號(hào)源
摘要: 本文提出了一種使用直接數(shù)字合成(DDFS)的方法來模擬8路信號(hào),用于智能天線的測(cè)試及各種通信設(shè)備的設(shè)計(jì)。以及該信號(hào)源的硬件電路板設(shè)計(jì)的一種特殊方法,使得該硬件有較強(qiáng)的擴(kuò)展性。關(guān)鍵字: 多路,信號(hào)源,DDFS,可編程器件,高速D/A
1.引言
智能天線是由多個(gè)天線單元組成的天線陣列,但是傳統(tǒng)的波形發(fā)生器多為兩路,無法模擬智能天線所接收到的陣列信號(hào)。本文研制的多通路信號(hào)源,能同時(shí)產(chǎn)生獨(dú)立且時(shí)鐘同步的8路信號(hào)。通過可視化的操作界面對(duì)各陣元天線的波形進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用了板卡分離的設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)有較強(qiáng)的擴(kuò)展性,方便了工程人員對(duì)通信設(shè)備的各種設(shè)計(jì)。
2.系統(tǒng)基本原理
系統(tǒng)框圖如圖(1)所示。本系統(tǒng)采用DDFS的方法產(chǎn)生所需波形。PLD用于地址累加,RAM 用于波形存儲(chǔ),本系統(tǒng)采用51系列的單片機(jī)進(jìn)行接口的控制。51系列單片機(jī)雖然是8位的單片機(jī),但卻是一個(gè)十分經(jīng)典通用的單片機(jī)系列。它的操作簡(jiǎn)單,特別是與計(jì)算機(jī)的串口的連接,完全不用理會(huì)底層的操作。但是它也有一個(gè)致命的弱點(diǎn)——運(yùn)行速度較低,計(jì)算性能較低,完全無法和具有流水指令集的DSP相比,因此無法直接使用它實(shí)現(xiàn)DDFS頻率合成,所以須采用計(jì)算機(jī)生成波形數(shù)據(jù),使用較高頻率下工作的PLD器件推動(dòng)RAM陣列合成所需的信號(hào)。
系統(tǒng)里波形存儲(chǔ)沒有采用一般的單一存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)方法,因?yàn)樵谳^高頻率下無法使用非易失性存儲(chǔ)器,若使用高速存儲(chǔ)器SRAM,則在二次加電后數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。這里使用了雙存儲(chǔ)器方法,即同時(shí)使用FLASH和SRAM存儲(chǔ)數(shù)據(jù),所需數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)計(jì)算后經(jīng)串行口或USB口下載到FLASH中。以后每次加電,數(shù)據(jù)再從FLASH轉(zhuǎn)移到高速RAM中進(jìn)行DDFS合成。這樣就可以彌補(bǔ)兩者的不足。
前面已經(jīng)介紹了本系統(tǒng)所使用的雙存儲(chǔ)器機(jī)制,這里再介紹一下各存儲(chǔ)器的選型及工作方式。FLASH使用W29C040,它的寫操作是按頁操作,每頁256個(gè)字節(jié),容量為512K字節(jié)。SRAM使用的是ALLIANCE的AS7C3256-15,容量32K字節(jié),速度為15 。經(jīng)過電腦計(jì)算軟件計(jì)算所得的數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)串口或USB口下載到系統(tǒng)板中,在每次加電后數(shù)據(jù)再從FLASH轉(zhuǎn)存到RAM中。
在計(jì)算機(jī)
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