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频率合成技术

  • 接收机的设计

    本论文是依托“985”工程超宽带全中频比幅比相测向系统研制项目,在原有经典雷达接收机系统设计方案的基础上,结合测向系统的工作原理和测向要求,采用四通道一次变频超外差设计方案,基于MC和MMC器件分模块设计了一个雷达接收机,并对该接收机的频率源进行了研制论文首先针对该接收机系统的指标要求,进行了系统的变频分析以及链路的指标分配和核算,对接收机进行了系统级设计和功能模块规划。下变频电路是整个接收机系统的主要组成部分。论文选用双平衡混频器,并对下变频电路中各个功能模块,包括耦合电路、低噪声放大电路、混频电路、中频放大电路和中频滤波电路以及其本振信号功分电路和测试信号功分电路进行了设计和测试。在此基础上,还完成了下变频电路的结构布局和电磁兼容设计。频率源已成为雷达接收机系统的乃至整个雷达系统十分关键的技术。论文采用直接数字频率合成器(DDs)和锁相环(PLL)相结合的频率合成方案,完成了频率合成器,包括DDS、PLL以及其基于ARM的控制电路的设计和测试对接收机及其频率源的测试结果表明:系统工作状态正常,基本满足设计要求。21世纪进入高技术兵器时代,武器装备的自动化和智能化是其发展的主要趋势。智能化武器中最为突出的是精确制导和无人机,其精确的探测技术是由一个建立在一定体制上的测向系统完成,因而现代电子战对测向系统的准确性要求越来越高。在众多的测向体制中,比幅比桕测向具有系统设备少、易实现、通道的致性好及抗干扰性高等优点,被广泛使用于电子侦察设备。在这样一个测向系统中,雷达接收机是一个重要的组成部分。雷达(RADAR)词源于美国海军在1940年第二次世界大战中使用的一个保密代号,它是无线电探测和测距(Radio Detection and Ranging)的英文缩写,即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置,因此雷达也称为“无线电定位”。随着雷达技术的发展,雷达的基本任务不仅仅是从探测目标中提取诸如目标距离,角坐标(方位角和俯仰角),而且还包括测量目标的速度,以及从目标回波中获取更多目标反射特性等方面的信息。

    标签: 接收机

    上传时间: 2022-03-29

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  • 超声波语音通信的调制器设计

    在现代信息战中,随着电子对抗技术和装备的不断发展,战场的电磁环境更加恶劣,通信的电子战日益激烈。这就限制了无线电通信在某些特殊的战术背景下的应用。为了保证通信链路的安全顺畅,研究各种适用于军事通信的抗干扰、抗侦收、抗测向技术和寻求适应于这些特定的环境下新的通信方式就显得十分必要。超声波语音通信就是在这样的背景下提出来的。本文首先概略的介绍了AM调制、采样定理、直接数字频率合成等相关的基础理论;接着结合课题的具体要求,提出了基于DDS的基本原理,依托FPGA与单片机相结合的硬件平台来实现AM数字调幅的方案。设计中将软件无线电的思想渗透其中,将原来运用模拟器件构建的电路都通过软件编程的方法来实现,增加了系统的灵活性。其次,对整个系统的硬、软件设计进行了详细的叙述;系统的硬件电路由AM调制电路和功放电路组成,其中,M调制电路包括模拟部分、数字部分、电源部分,它主要完成语音信号与载波信号的数字调幅功能;功放电路是单独的一块电路板,它主要对调幅信号进行功率放大以驱动换能器,从而以超声波的形式将信息发出。而且,还详细分析了各部分硬件电路的设计和工作过程,并给出了相应的电路图。系统的软件设计包括有两个方面内容,一方面是单片机的软件设计,它主要利用IAR Embeded Workbench开发环境,完成系统的界面显示及各种调幅参数的设置;另一方面是FPGA软件的设计,它主要利用Quartusll开发软件,采用VHDL和QuartusII内嵌的图表编辑器的原理图式图形输入法混合编程的方式,编写了各模块单元,在FPGA内部实现了调幅功能。最后,对调制系统进行测试,测试结果表明系统工作性能稳定,基本上达到了预期的设计要求。

    标签: 超声波语音通信 调制器

    上传时间: 2022-06-18

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  • GPS接收机射频前端电路原理与设计.

    [摘要]在天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器,以减弱天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响;基于超外差式电路结构、镜频抑制和信道选择原理,选用G P2010芯片实现了射频单元的三级变频方案,并介绍了高稳定度本振荡信号的合成和采样量化器的工作原理,得到了导航电文相关提取所需要的二进制数字中频卫星信号。[被屏蔽广告]关键词:GPS接收机灵敏度超外差锁相环频率合成利用GPS卫星实现导航定位时,用户接收机的主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码,以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间(PVT)等导航信息。因此,GPS接收机是至关重要的用户设备。目前实际应用的GPS接收机电路一般由天线单元、射频单元、通信单元和解算单元等四部分组成,如图1所示。本文在分析GPS卫星信号组成的基础上,给出了射频前端GP2010的原理及应用。1GPS 卫星信号的组成GPS卫星信号采用典型的码分多址(CDMA)调制技术进行合成(如图2所示),其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段,两载波的中心顿率分别记作L1和1.2,卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz,信号载波L1的中心频率为ro的154倍频,即:fL.1=154×f0-1575,42MHz(1)其波长A 1-19.03cm:信号载波12的中心频率为f0的120倍频,即:fL.2-120X f0-1227.60M1z(2)其波长A 2-24.42cm.两载波的频率差为347.82M1z,大约是12的28.3%,这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差,伪随机噪声码(PR N)即测距码主要有精测距码(P码)和粗测距码(C/A码)两种。其中P码的码率为10.23M12、C/A码的码率为1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据,又叫导航电文或D码,它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历:总电文由1500位组成,分为5个子帧,每个子帧在6s内发射10个字,每个字30位,共计300位,因此数据码的波特率为50bps.

    标签: gps 接收机 射频前端

    上传时间: 2022-06-19

    上传用户:zhaiyawei

  • 基于FPGA的任意波形发生器的设计与实现.rar

    随着国民经济的发展和社会的进步,人们越来越需要便捷的交通工具,从而促进了汽车工业的发展,同时汽车发动机检测维修等相关行业也发展起来。在汽车发动机检测维修中,发动机电脑(Electronic Control.Unit-ECU)检测维修是其中最关键的部分。发动机电脑根据发动机的曲轴或凸轮轴传感器信号控制发动机的喷油、点火和排气。所以,维修发动机电脑时,必须对其施加正确的信号。目前,许多发动机的曲轴和凸轮轴传感器信号已不再是正弦波和方波等传统信号,而是多种复杂波形信号。为了能够提供这种信号,本文研究并设计了一种能够产生复杂波形的低成本任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator-AWG)。 本文提出的任意波形发生器依据直接数字频率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行设计现场可编程门阵列(FPGA)的方案实现频率合成,扩展数据存储器存储波形的量化幅值(波形数据),在微控制单元(MCU)的控制与协调下输出频率和相位均可调的信号。 任意波形发生器主要由用户控制界面、DDFS模块、放大及滤波、微控制器系统和电源模块五部分组成。在设计中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4实现DDFS的硬件算法。波形调整及滤波由两级放大电路来完成:第一级对D/A输出信号进行调整;第二级完成信号滤波及信号幅值和偏移量的调节。电源模块利用三端集成稳压器进行电压值变换,利用极性转换芯片ICL7660实现正负极性转换。 该任意波形发生器与通用模拟信号源相比具有:输出频率误差小,分辨率高,可产生任意波形,成本低,体积小,使用方便,工作稳定等优点,十分适合汽车维修行业使用,具有较好的市场前景。

    标签: FPGA 任意波形发生器

    上传时间: 2013-05-28

    上传用户:cylnpy

  • 基于ARM的气敏传感器无线传输系统的实现

    经济的快速发展使得人们越来越注重生活质量,对于有害气体的检测成为人们的迫切要求,我国气敏传感器发展迅速,但由于气敏传感器的高阻值特性及接口电路复杂等原因,气敏传感器测量装置发展缓慢。在了解气敏传感器的气敏机理及气敏传感器的工作原理的前提下,设计了一种新型的气体浓度测量装置,并将采集到的信号处理后通过无线传输设备传送。该装置以ARM7为内核的LPC2131 作为微处理器,利用其强大的数据计算处理能力及控制能力,设计出了显示气体浓度值的测量电路。此外由于因LPC2131 内部集成了多种硬件电路接口,有效地降低了成本,减小了装置体积。 在无线传输部分,采用挪威Nordic公司的单片射频收发器nRF403,nRF403工作在433或315MHz国际上通用的ISM频段,双工作频段可以自由切换,FSK 调制解调,采用直接数字合成DSS和锁相环稳频PLL 进行频率合成,频率稳定性好,发射数据时无方向性要求,在高速移动和振动等情况有抗干扰能力。本测量装置的设计主要包括硬件和软件两大部分。硬件部分由四部分组成:数据采集电路、ARM系统模块电路设计、无线收发电路模块、显示模块组成。软件部分的设计包括:通道选择程序设计、A/D转换程序设计、信号处理程序(算法)、无线收发程序、液晶模块程序设计、以及PC端应用程序设计。经过实际的测量,本装置可对外界气体浓度进行准确的测量,精度保持误差在1.5%以内。本装置具有高灵敏度、小型、简单、低耗等优点。

    标签: ARM 气敏传感器 无线传输系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:17826829386

  • 基于FPGA的任意波形发生器

    随着国民经济的发展和社会的进步,人们越来越需要便捷的交通工具,从而促进了汽车工业的发展,同时汽车发动机检测维修等相关行业也发展起来。在汽车发动机检测维修中,发动机电脑(Electronic Control.Unit-ECU)检测维修是其中最关键的部分。发动机电脑根据发动机的曲轴或凸轮轴传感器信号控制发动机的喷油、点火和排气。所以,维修发动机电脑时,必须对其施加正确的信号。目前,许多发动机的曲轴和凸轮轴传感器信号已不再是正弦波和方波等传统信号,而是多种复杂波形信号。为了能够提供这种信号,本文研究并设计了一种能够产生复杂波形的低成本任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator-AWG)。 本文提出的任意波形发生器依据直接数字频率合成(Direct Digial FrequencySynthesis-DDFS)原理,采用自行设计现场可编程门阵列(FPGA)的方案实现频率合成,扩展数据存储器存储波形的量化幅值(波形数据),在微控制单元(MCU)的控制与协调下输出频率和相位均可调的信号。 任意波形发生器主要由用户控制界面、DDFS模块、放大及滤波、微控制器系统和电源模块五部分组成。在设计中采用FPGA芯片EPF10K10QC208-4实现DDFS的硬件算法。波形调整及滤波由两级放大电路来完成:第一级对D/A输出信号进行调整;第二级完成信号滤波及信号幅值和偏移量的调节。电源模块利用三端集成稳压器进行电压值变换,利用极性转换芯片ICL7660实现正负极性转换。 该任意波形发生器与通用模拟信号源相比具有:输出频率误差小,分辨率高,可产生任意波形,成本低,体积小,使用方便,工作稳定等优点,十分适合汽车维修行业使用,具有较好的市场前景。

    标签: FPGA 任意波形发生器

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:KIM66

  • 开关电源环路中的TL431

    反激式转换器在笔记本适配器市场很普及,这种转换器工作在电流模式控制,使其非常适合于低成本且坚固的结构。这类转换器的典型应用如图1所示。其中的控制器采用了NCP1271,这一器件工作在固定频率电流模式控制,包含众多的实用特性,如基于定时器的短路保护、提供利于抑制电磁干扰(EMI)信号的频率调制技术,以及工作在软工作模式的跳周期功能,以满足没有可听噪声时的待机能耗要求。这些转换器通常用于低电源输入时工作在连续导电模式(CCM)以降低导电损耗,而在高电源输入时自然转换到非连续导电模式(DCM)工作。在本文的案例中,假定硬件设计已经完成,这表示已经选择好变压器初级电感Lp、变压器匝数比N及剩余元件。TL431单独考虑,等待选择补偿元件。

    标签: 431 TL 开关电源 环路

    上传时间: 2013-06-03

    上传用户:cjl42111

  • Topweaver 1.10

    Topweaver 一个很好用的HDL设计工具,能够自动将子模块聚合成一个顶层文件,DLL/PLL资源为我们提供了很好的频率合成方法。但是一些时候人们依然通过编写HDL代码来实现时钟的分频,以实现特殊的分频系数,可调节的占空比和其它DLL/PLL不容易实现的功能。

    标签: Topweaver 1.10

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:gongxinshiwo@163.com

  • 基于FPGA的DDS信号发生器的简单实现

    基于FPGA的DDS信号发生器的简单实现。这种方法简单可靠、控制方便,且具有很高的频率分辨率和转换速度,非常适合快速跳频通信的要求。 DDS(直接数字合成)是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法。

    标签: FPGA DDS 信号发生器

    上传时间: 2013-08-13

    上传用户:zl5712176

  • 基于CORDIC算法的高速ODDFS电路设计

    为了满足现代高速通信中频率快速转换的需求,基于坐标旋转数字计算(CORDIC,Coordinate Rotation Digital Computer)算法完成正交直接数字频率合成(ODDFS,Orthogonal Direct Digital Frequency Synthesizer)电路设计方案。采用MATLAB和Xilinx System Generator开发工具搭建电路的系统模型,通过现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)完成电路的寄存器传输级(RTL,Register Transfer Level)验证,仿真结果表明电路设计具有很高的有效性和可行性。

    标签: CORDIC ODDFS 算法 电路设计

    上传时间: 2013-11-09

    上传用户:hfnishi