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用于智能天線設(shè)計(jì)的多路信號源
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，用于智能天線的測試及各種通信設(shè)備的設(shè)計(jì)。以及該信號源的硬件電路板設(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，信號源，DDFS，可編程器件，高速D/A
1．引言
智能天線是由多個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。本文研制的多通路信號源，能同時產(chǎn)生獨(dú)立且時鐘同步的8路信號。通過可視化的操作界面對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，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)，但卻是一個十分經(jīng)典通用的單片機(jī)系列。它的操作簡單，特別是與計(jì)算機(jī)的串口的連接，完全不用理會底層的操作。但是它也有一個致命的弱點(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RAM陣列合成所需的信號。
系統(tǒng)里波形存儲沒有采用一般的單一存儲器的存儲方法，因?yàn)樵谳^高頻率下無法使用非易失性存儲器，若使用高速存儲器SRAM，則在二次加電后數(shù)據(jù)將會丟失。這里使用了雙存儲器方法，即同時使用FLASH和SRAM存儲數(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)所使用的雙存儲器機(jī)制，這里再介紹一下各存儲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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