排行榜 创业指南

扫一扫关注有惊喜

TOP

如何用智能天线设计多路信号源电子工程师范文
内容摘要:如何用智能天线设计多路信号源电子工程师范文

  摘要:智能天线又称自适应天线阵列、可变天线阵列、多天线。智能天线指的是带有可以判定信号的空间信息(比如传播方向)和跟踪、定位信号源的智能算法,并且可以根据此信息,进行空域滤波的天线阵列。文章发表在《计算机应用与软件》上,是通信论文发表范文,供同行参考。

  关键字:多路,信号源,DDFS,可编程器件,高速D/A

  智能天线是一种安装在基站现场的双向天线,通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性,并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。

  1.引言

  智能天线是由多个天线单元组成的天线阵列,但是传统的波形发生器多为两路,无法模拟智能天线所接收到的阵列信号。本文研制的多通路信号源,能同时产生独立且时钟同步的8路信号。通过可视化的操作界面对各阵元天线的波形进行设计。系统采用了板卡分离的设计使得系统有较强的扩展性,方便了工程人员对通信设备的各种设计。

  2.系统基本原理

  系统框图如图(1)所示。本系统采用DDFS的方法产生所需波形。PLD用于地址累加,RAM 用于波形存储,本系统采用51系列的单片机进行接口的控制。51系列单片机虽然是8位的单片机,但却是一个十分经典通用的单片机系列。它的操作简单,特别是与计算机的串口的连接,完全不用理会底层的操作。

  系统里波形存储没有采用一般的单一存储器的存储方法,因为在较高频率下无法使用非易失性存储器,若使用高速存储器SRAM,则在二次加电后数据将会丢失。这里使用了双存储器方法,即同时使用FLASH和SRAM存储数据,所需数据通过计算机计算后经串行口或USB口下载到FLASH中。以后每次加电,数据再从FLASH转移到高速RAM中进行DDFS合成。这样就可以弥补两者的不足。

  前面已经介绍了本系统所使用的双存储器机制,这里再介绍一下各存储器的选型及工作方式。FLASH使用W29C040,它的写操作是按页操作,每页256个字节,容量为512K字节。SRAM使用的是ALLIANCE的AS7C3256-15,容量32K字节,速度为15 。经过电脑计算软件计算所得的数据经过计算机串口或USB口下载到系统板中,在每次加电后数据再从FLASH转存到RAM中。

  系统所采用的RAM数据位只有8位,而DA为12位所以必须由2片RAM合成一个12位的数据。但是如果这样,其中一片RAM 要丢掉一半的存储空间,所以使用3片RAM提供共24位数据给2片DA,这样节省了RAM空间,其电路如图(2)

  系统的USB接口采用飞利浦的USB接口芯片PDIUSBD12。PDIUSBD12是一片USB接口芯片它可以把串行数据转换为8位的并行数据,符合通用串行总线USB 1.1 版规范,集成了FIFO存储器收发器以及电压调整器,可与任何外部微控制器/微处理实现高速并行接口2M 字节/秒,完全自治的直接内存存取DMA 操作,集成320 字节多结构FIFO 存储器,主端点的双缓冲配置增加了数据吞吐量并轻松实现实时数据传输,在批量模式和同步模式下均可实现1M 字节/秒的数据传输速率。

  由于微处理器速度限制和数字滤波器运算量的要求,系统通常在中频部分进行数字化,然后再进入DSP进行处理。因此该系统产生的8路模拟信号最高输出为10.7MHz。理论上只要相位累加器的位数足够大相位分辨率可以足够精确,但综合考察目前存储器、计数器的技术水平,选择D/A转换速率不小于要求输出基带最高频率的四倍则。

  这里选取了AD9752。此芯片是美国AD公司生产的高性能DA器件。它是TxDACTM系列成员之一,其分辨率为12位,速率可达100MHz,它采用单一电源供电,范围为2.7-5.5V。 AD9752采用先进的COMS工艺。边缘触发锁存和1.2V的带补偿的内置参考电压,提供了完整的单片DAC解决方案。AD9752是差分电流输出,满量程为20mA,输出阻抗大于100kΩ。它的差分电流输出,支持单端或差分应用。电流输出可直接与电阻连接提供两个互补的单端电压输出,也可直接输入变压器,输出电压为1.25V。

  由于DA的时钟是在上升沿锁存数据,因此D/A数据的输入要考虑到在同时钟源下,会与下降沿锁数据的器件存在一个脉冲的时延,因此在它的时钟端加入了一个非门进行时钟的翻转。DA输出的信号须加以低通滤波器平滑信号,但由于所需信号为一个10.7M的带通信号所以可以用一个带通滤波器代替。

  用于智能天线设计的多路信号源 :

  PLD使用的是MAX7128-15,在设计时使用了图形化参数宏模块(LPM)和硬件描述语言(AHDL)相结合的方法。PLD内部框图如图(3)。其中外部数据总线用于连接单片机的地址和数据总线。由于系统共用一套总线所以总线控制主要是进行总线的仲裁,使单片机不会与相位累加器产生总线上的碰撞。地址,数据总线用于连接RAM地址和数据总线,地址译码用于选择各个RAM。

  3.电路板设计

  在电路板的设计中发现,如果使用一块电路板则布线过长且有较多的信号反射。而且系统时钟走线很难达到一致。纵观此系统发现,此系统电路单元重复较多。所以采用了板卡分离的设计方法,即把单片机和可编程器件作为系统主板如图(4)左,而把DA和RAM作为一块扩展卡,每个扩展卡上有两路输出信号,通过总线扩展把他们连接起来。这样就可使用不同的扩展卡实现不同的系统功能,为系统更进一步的开发提供了很宽的空间。此外这样的设计也减小了系统的体积,提高了单元电路的利用率。

  4.软件设计

  控制程序设计

  在单片机上所需实现的主要是各种端口的控制,没有较复杂的算法,因此只给出了程序的流程图,其中包括中断处理程序和上电复位初始化程序两部分。在初始化的时候对USB的初始化稍复杂,须进行USB总线的枚举,同步断点使能,模式设置等。各流程如图(5)

  系统软件设计

  系统软件采用VB编写,主要是完成数据的下载和波形的计算。对于数据的下载主要是对串口和USB的操作。在VB中有大量的控件可使用,使得各种操作变得简单。在下载程序中主要使用了Microsoft comm Control控件控制串行口的数据下载,这里得串口采用定时中断的方式发送数据。这是因为在单片机端为了设计简单没有进行数据的流控,因此数据可能会丢失。对于USB的操作VB需要调用Creatfile(),CreatFile(),WriteFile(),ClosseFile()等API函数。调用这些API需要进行申明,但是它的申明与C中有所不同,具体参考了VB中所带的“API文本浏览器”中的内容。

  5.结语

  这个系统方便了通信设计人员对通信设备的设计和调试。同时该系统的灵活设计使得系统又有较强的扩展功能,更换板卡就可以使系统具有不同的功能。使得系统可以方便的用于其它设备设计的调试中。

  核心电子期刊快速投稿:《计算机应用与软件》创刊于1984年,由上海市计算技术研究所和上海计算机软件技术开发中心共同主办,注重刊登反映计算机应用和软件技术开发应用方面的新理论、新方法、新技术以及创新应用的文章,致力于创办以创新、准确、实用为特色,突出综述性、科学性、实用性,及时报道国内外计算机技术在科研、教学、应用方面的研究成果和发展动态的综合性技术期刊,为国内计算机同行提供学术交流的平台。

责任编辑:中宾科技

标签云: 名人百科网,品牌百科网 辅导班开课通知家长群 美术培训班搬迁通知 少儿美术开课通知 艺术培训班开课通知范文 美术班复课通知 培训班开课通知话术 画室开课通知 美术培训班开课通知模板 培训机构上课温馨提示 奶茶店成功营销方案 美容院顾客裂变方法 老客户转介绍激励方案 转介绍的方案和思路 美容院如何快速裂变 美容院如何玩裂变 裂变客户的十种方法 小型餐饮业营销计划方案 餐饮全年营销方案计划表 餐饮行业营销策划的特点 我开早餐店的真实经历做早餐生意的窍门开早餐店的惨痛经历未来早 线下宣传推广策划方案 产品线下推广活动方案 完整的婚礼策划方案 地推的60种方法 电商平台促销活动方案 线上推广的渠道有哪些 推广品牌的策划方案 地推活动策划方案创意 旅游景区营销推广方案
】【打印繁体】【投稿】【收藏】 【推荐】【举报】【评论】 【关闭】 【返回顶部
分享到QQ空间
分享到: 
上一篇邮政该发挥网络优势电子核心期刊.. 下一篇如何实现移动通信中的移动IP节点..

相关阅读:

相关栏目

安全提示

最新文章

热门信息

siteMap.txt