無線電臺檢測模塊的製作方法
2023-10-19 07:43:12 1
專利名稱：無線電臺檢測模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測設備，尤其是一種無線電臺檢測模塊。
背景技術：
無線電臺是信息化戰場不可缺失的一種通信設備，利用其可以實現各軍兵種單元的互連互通，是軍隊戰鬥力獲得最大限度發揮的關鍵環節。由於無線電臺技術複雜、地位重要，戰損及故障的機率非常大，進行現場檢測和搶修的任務非常迫切。目前，對於電臺的檢測還局限於頻率計、功率計、頻譜分析或綜測儀等通用儀器，不能適應戰場修理的需要。利用先進的無線電測試技術，開發便攜實用的檢測模塊，提高無線電臺的現場檢測和保障能力，是提高軍隊戰鬥力的最好武器。
實用新型內容本實用新型需要解決的技術問題是提供一種便攜的用於現場測試和檢修的無線電臺檢測模塊。為解決上述問題，本實用新型所採取的技術方案是一種無線電臺檢測模塊，包括電源模塊、音頻源模塊、射頻源模塊、分析模塊、射頻通道模塊以及核心MCU模塊，其中電源模塊將電源送至音頻源模塊、射頻源模塊以及分析模塊，音頻源模塊將音頻信號輸出至被檢設備，射頻源模塊將射頻信號輸出至射頻通道模塊，分析模塊的輸入端接被檢設備以及射頻通道模塊的射頻信號輸出端，核心MCU模塊與音頻源模塊、射頻源模塊、分析模塊和射頻通道模塊雙向通信。上述分析模塊包括音頻分析模塊和射頻分析模塊。所述音頻源模塊包括DDS模塊和可變程控衰減器模塊，DDS模塊產生的信號的輸出至可變程控衰減器模塊的輸入端，經可變程控衰減器模塊產生音頻信號。所述射頻源模塊包括DDS模塊、低通濾波器模塊和穩幅環模塊，DDS模塊產生的信號經低通濾波器模塊濾波後送至穩幅環模塊，穩幅環模塊輸出射頻信號。分析模塊包括DSP數字處理器以及FPGA可編程邏輯陣列，其中DSP數字處理器完成音頻信號分析、射頻信號檢波後的功率計算、射頻信號的頻偏計算，FPGA可編程邏輯陣列包括頻率測量模塊、高速測頻模塊以及信號源調製模塊。採用上述技術方案所產生的有益效果在於本實用新型採用DSP數字處理電路以及FPGA電路實現射頻信號和音頻信號的分析，能夠快速檢測無線電臺的故障，有利於現場檢測和搶修，採用大規模集成電路，使其體積小巧，便於攜帶。
圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的使用狀態連接圖；圖3為本實用新型的電源模塊和音頻源模塊的組成框3[0013]圖4為本實用新型的射頻源模塊和音頻、射頻分析模塊的組成框圖；圖5為本實用新型的射頻通道模塊的組成框圖；圖6為本實用新型的音頻產生電路的原理圖；圖7為本實用新型的射頻產生電路的原理圖；圖8為本實用新型的DSP電路的原理圖；圖9為本實用新型的射頻通道電路的原理圖；圖10為本實用新型的核心MCU與電源電路的原理圖；圖11為本實用新型的FPGA及其控制電路的原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述如圖1所示，本實用新型一種無線電臺檢測模塊，包括電源模塊、音頻源模塊、射頻源模塊、分析模塊、射頻通道模塊以及核心MCU模塊，其中電源模塊將電源送至音頻源模塊、射頻源模塊以及分析模塊，音頻源模塊將音頻信號輸出至被檢設備，射頻源模塊將射頻信號輸出至射頻通道模塊，分析模塊的輸入端接被檢設備以及射頻通道模塊的射頻信號輸出端，核心MCU模塊與音頻源模塊、射頻源模塊、分析模塊和射頻通道模塊雙向通信。其中分析模塊包括音頻分析模塊和射頻分析模塊。所述音頻源模塊包括DDS模塊和可變程控衰減器模塊，DDS模塊產生的信號的輸出至可變程控衰減器模塊的輸入端，經可變程控衰減器模塊產生音頻信號。所述射頻源模塊包括DDS模塊、低通濾波器模塊和穩幅環模塊，DDS模塊產生的信號經低通濾波器模塊濾波後送至穩幅環模塊，穩幅環模塊輸出射頻信號。分析模塊包括DSP數字處理器以及FPGA可編程邏輯陣列，其中DSP數字處理器完成音頻信號分析、射頻信號檢波後的功率計算、射頻信號的頻偏計算，FPGA可編程邏輯陣列包括頻率測量模塊、高速測頻模塊以及信號源調製模塊。本實用新型應用時，需要通過射頻電纜和音頻電纜連接被檢設備，本實用新型與電臺測試連接如圖2所示。其中，射頻電纜1為SMB接口(射頻口 )到射頻N型接口的電纜，射頻電纜2為射頻BNC接口到被測電臺射頻口的電纜；20dB衰減器的功率承受能力根據被測電臺功率確定。經衰減器輸入到無線電臺檢測模塊SMB接口的最大功率不超過0. 5W。音頻測試電纜連接無線電臺檢測模塊的七芯音頻接口與被測電臺的音頻口。本實用新型的電源模塊和音頻源模塊如圖3所示，音頻源模塊產生音頻輸出信號，對音頻輸入信號進行阻抗變換和驅動；電源模塊產生系統所需的7. 2V，3. 3V、±5V電源。如圖3所示，本實用新型設有①7芯音頻接口，接口信號有音頻信號輸出Aout，音頻信號輸入Ain，控發信號PTT ；②總線接口，接口信號有RS485產生的串口信號A、B,穩壓電路產生的7. 2V、3. 3V、士5V，經過阻抗變換和驅動的Ain ；③背板接口，有幾個子模塊共用的MV，串口收發RXD、T)(D，地信號等。其中音頻輸出信號^Vout由DDS模塊(直接數字式頻率合成器)和可變程控衰減器模塊(DAC)產生；電路原理圖參考圖6。[0031]音頻輸入信號來源於電臺，經過兩次運放(AMP)和一次低通濾波(LPF)，完成阻抗變換和驅動，Ain通過總線接口，進入射頻源音頻分析模塊；單片機(MCU)控制PTT信號進行電臺收發；以及串口 RS485信號進行模塊間通信，穩壓電路通過24V直流，供給7. 2V、 3. 3V、士 5V直流電壓。本實用新型的射頻源模塊和音頻分析模塊如圖4所示，音頻源模塊用於產生 1. 5MHz 120MHz的射頻信號，穩幅環幅度控制範圍OdBm _6daii。音頻分析模塊實現 IOOHz 10kHz，0V IOV的音頻信號的頻率、電壓和信納德的測量。如圖4所示，本實用新型設有如下接口 a)射頻輸出 RFout ；b)射頻衰減通道控制cont ；c)射頻分析通道控制cont ；d)射頻輸入 RFp、RFcU RFf ；e)總線接口，串口信號 A、B，7.2V、3.3V、±5V, Ain ；射頻信號的產生使用DDS實現，通過LPF低通濾波器和穩幅環產生射頻信號 RFout，穩幅環通過控制可變增益放大器實現；電路如圖7所示。射頻頻率計整形使用DDS的比較器實現。FPGA中頻率測量電路實現射頻頻率計功能；高速測頻電路完成跳頻測試功能；信號源調製電路高速刷新DDS頻率字完成射頻信號調製；FPGA的功能控制和信息交互由MCU實現；射頻分析通道和衰減通道的控制由單片機 MCU實現；FPGA的電路參考圖11，MCU電路參考圖10。DSP實現音頻信號分析、射頻信號檢波後的功率計算、射頻信號的頻偏計算；DSP電路參考圖8。MUX實現經過射頻分析通道接口的RFf、RFd, RFp信號以及音頻輸入信號Ain信號的選通；ADC完成高速數模轉換；本實用新型的射頻通道模塊如圖5所示，用於實現射頻信號源輸出的-40dB -IOOdB衰減控制；實現射頻分析的頻率計通道控制、頻偏測量通道(混頻和頻偏解調)控制、射頻功率檢波功能。如圖5所示，本實用新型設有接口 a)射頻雙工接口 連接到外部20dB大功率衰減器；b)射頻衰減通道控制接口 ；c)射頻分析通道控制接口。本實用新型中射頻信號源的衰減控制使用數字程控衰減器實現。RFout通過自動增益控制AGC，以及程控衰減器實現衰減控制，後經6dB功分器以及IOdB功率衰減器，輸出至SMB接口完成射頻信號的輸出。電臺射頻輸入信號經過IOdB功率衰減器和6dB功分器分別進入頻率計通道、功率計通道和頻偏通道電路，分別產生信號RFf、RFp和RFd ；頻率計通道和功率計通道使用模擬控制可變增益放大器實現；頻偏通道採用有源混頻器和脈衝整形頻偏解調電路實現。其電路原理圖參考圖9。
權利要求1.一種無線電臺檢測模塊，其特徵在於包括電源模塊、音頻源模塊、射頻源模塊、分析模塊、射頻通道模塊以及核心MCU模塊，其中電源模塊將電源送至音頻源模塊、射頻源模塊以及分析模塊，音頻源模塊將音頻信號輸出至被檢設備，射頻源模塊將射頻信號輸出至射頻通道模塊，分析模塊的輸入端接被檢設備以及射頻通道模塊的射頻信號輸出端，核心 MCU模塊與音頻源模塊、射頻源模塊、分析模塊和射頻通道模塊雙向通信。
2.根據權利要求1所述的無線電臺檢測模塊，其特徵在於所述分析模塊包括音頻分析模塊和射頻分析模塊。
3.根據權利要求1所述的無線電臺檢測模塊，其特徵在於所述音頻源模塊包括DDS模塊和可變程控衰減器模塊，DDS模塊產生的信號的輸出至可變程控衰減器模塊的輸入端，經可變程控衰減器模塊產生音頻信號。
4.根據權利要求1所述的無線電臺檢測模塊，其特徵在於所述射頻源模塊包括DDS模塊、低通濾波器模塊和穩幅環模塊，DDS模塊產生的信號經低通濾波器模塊濾波後送至穩幅環模塊，穩幅環模塊輸出射頻信號。
5.根據權利要求1或2所述的無線電臺檢測模塊，其特徵在於所述分析模塊包括DSP 數字處理器以及FPGA可編程邏輯陣列，其中DSP數字處理器完成音頻信號分析、射頻信號檢波後的功率計算、射頻信號的頻偏計算，FPGA可編程邏輯陣列包括頻率測量模塊、高速測頻模塊以及信號源調製模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種無線電臺檢測模塊，包括電源模塊、音頻源模塊、射頻源模塊、分析模塊、射頻通道模塊以及核心MCU模塊，其中電源模塊提供電源，送至音頻源模塊、射頻源模塊以及分析模塊，音頻源模塊提供音頻信號輸出至被檢設備，射頻源模塊提供射頻信號輸出至射頻通道模塊，分析模塊分析由被檢設備傳送來的音頻信號以及通過射頻通道模塊傳送來的射頻信號，核心MCU模塊控制音頻源模塊產生音頻信號，控制射頻源模塊產生射頻信號，控制分析模塊分析計算接收到的音頻、射頻信號。本實用新型採用DSP數字處理電路以及FPGA電路實現射頻信號和音頻信號的分析，能夠快速檢測無線電臺的故障，有利於現場檢測和搶修，採用大規模集成電路，使其體積小巧，便於攜帶。
文檔編號H04B17/00GK202150857SQ20112013592
公開日2012年2月22日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者馮錫智, 牛剛, 王格芳, 陳國順 申請人:牛剛