無線電導(dǎo)航數(shù)字信號(hào)源的系統(tǒng)設(shè)計(jì),完整參考方案
三、無線電導(dǎo)航數(shù)字信號(hào)源處理任務(wù)設(shè)計(jì)
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/273561.htm根據(jù)不同導(dǎo)航信號(hào)的技術(shù)要求,激勵(lì)器主要的處理任務(wù)是產(chǎn)生不同形式的射頻信號(hào),比如自動(dòng)定向機(jī)(ADF)導(dǎo)航信號(hào)形式為:
其中,E表示信號(hào)幅度,
甚高頻全向信標(biāo)(VOR)系統(tǒng)導(dǎo)航信號(hào)形式為:
其中,表示基準(zhǔn)相位信號(hào)幅度,表示方位角,表示30Hz角頻率,表示9960Hz角頻率,表示調(diào)頻指數(shù),表示基準(zhǔn)相位信號(hào)的調(diào)幅度,表示載波信號(hào)角頻率。
分析上述不同信號(hào)格式,信號(hào)源信號(hào)輸出基本主要由載波信號(hào)、低頻調(diào)制信號(hào)和音頻調(diào)制信號(hào)構(gòu)成。因此,在設(shè)計(jì)方案中,載波信號(hào)、音頻信號(hào)均由FPGA來實(shí)現(xiàn),而低頻信號(hào)來自外部主控單元。在FPGA中實(shí)現(xiàn)方位信息θ與低頻調(diào)幅信號(hào)合成,以及載波信號(hào)的調(diào)幅。MicroBlaze負(fù)責(zé)與控制臺(tái)通信,解析控制臺(tái)命令并控制FPGA的信號(hào)生成。
3.1 硬件平臺(tái)搭建
FPGA芯片選擇Xilinx公司的Spartan-6平臺(tái)系列中的XC6SLX16,工作時(shí)鐘最高可達(dá)500MHz,片內(nèi)有32個(gè)DSP運(yùn)算單元,有14579個(gè)邏輯單元,存儲(chǔ)器單元達(dá)576Kbits,具有較強(qiáng)的運(yùn)算能力和高速數(shù)據(jù)吞吐能力。
MicroBlaze軟核是XILINX 公司開發(fā)的一種非常簡化卻具有較高性能的嵌入式處理器軟核, 該軟核的性能具有高度的可配置性, 允許設(shè)計(jì)者根據(jù)自己的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇, 以搭建自己的硬件平臺(tái)??焖賳芜B接(FSL)總線是一個(gè)單向的點(diǎn)對點(diǎn)通信總線,可用來連接FPGA上的任意兩個(gè)帶有FSL總線接口的設(shè)計(jì)元素并提供兩者間的快速通信信道。在XPS的集成開發(fā)環(huán)境下BSB向?qū)?chuàng)建一個(gè)以MicroBlaze為核心的硬件系統(tǒng),按照向?qū)崾局苯犹砑铀璧耐庠O(shè)UART IP核,通過FSL總線同MicroBlaze軟核相互通信。利用平臺(tái)產(chǎn)生器根據(jù)硬件描述文件(.MHS)生成嵌入式系統(tǒng)模塊的網(wǎng)表文件(.NGC),然后使用綜合工具XST進(jìn)行綜合,構(gòu)成整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件模型。
A/D轉(zhuǎn)換器主要用于外部低頻調(diào)制信號(hào)輸入,選用ADI公司雙通道10位AD9218,采用+2.7 V ~ +3.6V單電源供電,采樣頻率在40MHz以上。
D/A轉(zhuǎn)換器主要用于射頻信號(hào)輸出,選擇ADI公司單通道電流輸出型10位芯片AD9760,更新頻率120MSPS,單電源+5V供電,使用方便。
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