儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及儀表著陸系統(tǒng)(ILS)，尤其涉及一種儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路。
【背景技術(shù)】
[0002]音頻信號(hào)產(chǎn)生電路為國(guó)內(nèi)新型米波儀表著陸設(shè)備(ILS)配備。儀表著陸系統(tǒng)(ILS)是國(guó)際民航組織確定的一種標(biāo)準(zhǔn)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸系統(tǒng)，它可以為進(jìn)場(chǎng)著陸的飛機(jī)提供垂直和水平的引導(dǎo)信息。音頻信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的信號(hào)包含引導(dǎo)飛機(jī)著陸的DDM信號(hào)和識(shí)別信號(hào)。
[0003]目前，已知現(xiàn)有設(shè)備的音頻信號(hào)產(chǎn)生電路由單片機(jī)、乘法放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(DA)和低通濾波器電路構(gòu)成。該電路存在信號(hào)調(diào)整線性差、過(guò)零信號(hào)不穩(wěn)定、受溫度影響很大及可靠性差等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有設(shè)備的音頻信號(hào)產(chǎn)生電路信號(hào)調(diào)整線性差，過(guò)零信號(hào)不穩(wěn)定等不足，本實(shí)用新型提供一種儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路。新的設(shè)計(jì)方案使得儀表著陸地面設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)、集成度、可靠性及可操作性均大幅度提高。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路，其特征在于:包括DSP芯片、FPGA芯片、兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片和兩組四路低通濾波器電路，其中DSP芯片通過(guò)總線與FPGA芯片連接，F(xiàn)PGA芯片分別與兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片連接，兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片分別與兩組四路低通濾波器電路連接，兩組四路低通濾波器電路共產(chǎn)生八路信號(hào)，F(xiàn)PGA芯片產(chǎn)生兩路過(guò)零信號(hào)。
[0006]本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果是:采用本電路，有效地克服了現(xiàn)有設(shè)計(jì)中的不足，提高了 DDM (調(diào)制度)調(diào)整精度，在調(diào)整功率的同時(shí)保證DDM數(shù)值不變，SBO (抑制載波的雙邊帶信號(hào))過(guò)零點(diǎn)穩(wěn)定，使用方便、可靠，可成功應(yīng)用于產(chǎn)品。同時(shí)只要將本實(shí)用新型的DSP芯片和FPGA芯片的程序稍加變動(dòng)，即可適用于不同設(shè)備的音頻信號(hào)產(chǎn)生模塊，因此，本電路具有很大的通用空間。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型的音頻信號(hào)產(chǎn)生電路框圖；
[0008]圖2為本實(shí)用新型的一路低通濾波器電路原理圖；
[0009]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中的DSP程序流程圖；
[0010]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中的FPGA邏輯電路框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0012]參照?qǐng)D1，儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路包括DSP芯片、FPGA芯片、兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片和兩組四路低通濾波器電路，其中DSP芯片通過(guò)總線與FPGA芯片連接，F(xiàn)PGA芯片分別與兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片連接，兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片分別與兩組四路低通濾波器電路連接，兩組四路低通濾波器電路共產(chǎn)生八路信號(hào)，F(xiàn)PGA芯片產(chǎn)生兩路過(guò)零信號(hào)。
[0013]參照?qǐng)D2，本電路中的兩組四路低通濾波器電路中的每一路低通濾波器電路采用由型號(hào)為0PA2277的運(yùn)算放大器NlA和電阻電容組成的濾波器，電阻Rl的一端為信號(hào)輸入端，電阻Rl的另一端連接電阻R2的一端和電容Cl的一端，電容Cl的另一端連接運(yùn)算放大器NlA的I腳和2腳，同時(shí)I腳為信號(hào)輸出端，電阻R2的另一端連接電容C2的一端和運(yùn)算放大器NlA的4腳，電容C2的另一端接地，運(yùn)算放大器NlA的8腳接+15V電源，4腳接-15V電源。
[0014]參照?qǐng)D3，本電路的DSP程序流程是:DSP芯片從串口接收需要調(diào)整的波形參數(shù)，在波形參數(shù)解析程序中，將參數(shù)轉(zhuǎn)化為信號(hào)幅度；在歸一化波形參數(shù)程序中將信號(hào)幅度轉(zhuǎn)化為FPGA內(nèi)部固化波形所對(duì)應(yīng)的數(shù)值，然后將計(jì)算后的數(shù)據(jù)發(fā)送到FPGA芯片中，在FPGA芯片內(nèi)固定存儲(chǔ)三組波形，通過(guò)固定的時(shí)鐘頻率尋址，產(chǎn)生三組數(shù)字波形，其波形的幅度根據(jù)DSP芯片傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，然后三組數(shù)字波形根據(jù)信號(hào)格式進(jìn)行組合，產(chǎn)生設(shè)備所需要的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)DA轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，通過(guò)低通濾波器濾除信號(hào)的高次協(xié)波，即得到設(shè)備所需要的音頻信號(hào)。
[0015]實(shí)施例:參照?qǐng)D4，以航道CSB (AM調(diào)幅信號(hào))的形成過(guò)程為例:航道CSB信號(hào)包含90Hz、150Hz、1020Hz，在FPGA內(nèi)固化了三組波形分別為90Hz、150Hz、1020Hz，分別經(jīng)過(guò)三個(gè)乘法器和三個(gè)除法器將三組波形的幅度改變?yōu)樵O(shè)定的數(shù)值，然后1020Hz信號(hào)經(jīng)過(guò)碼鍵電路，變?yōu)榻?jīng)過(guò)鍵控調(diào)制的信號(hào)；90Hz、150Hz和直流信號(hào)通過(guò)一個(gè)三路加法器產(chǎn)生航道CSB信號(hào)。
[0016]FPGA根據(jù)DSP計(jì)算的數(shù)據(jù)完成波形產(chǎn)生和合成，用Verilog語(yǔ)言設(shè)計(jì)所需要的邏輯。如DSP數(shù)據(jù)總線接口、ROM、地址產(chǎn)生電路、碼鍵生產(chǎn)電路、總線開(kāi)關(guān)、乘法器、加法器、減法器、比較器、絕對(duì)值電路、DA接口電路等邏輯電路。在FPGA的頂層文件中將上述電路進(jìn)行例化和組合，如圖4所示。
[0017]DSP從串口接收如功率、DDM、SDM等要調(diào)整的波形參數(shù)，在波形參數(shù)解析程序中，將功率、DDM、SDM等參數(shù)轉(zhuǎn)化為90Hz、150Hz、1020Hz和直流信號(hào)幅度。在歸一化波形參數(shù)程序中將90Hz、150Hz和直流信號(hào)幅度轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)FPGA內(nèi)部固化波形所對(duì)應(yīng)的數(shù)值。然后將計(jì)算后的數(shù)據(jù)發(fā)送到FPGA中，由FPGA產(chǎn)生所需要的波形。
[0018]本音頻信號(hào)產(chǎn)生電路采用數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)和現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPGA)為主要電路，采用數(shù)字DDS (直接數(shù)字合成技術(shù))技術(shù)，通過(guò)DA和低通濾波器產(chǎn)生設(shè)備所需要的信號(hào)，共產(chǎn)生十路信號(hào)，分別為航道CSB (AM調(diào)幅信號(hào))信號(hào)、航道SBO (抑制載波的雙邊帶信號(hào))信號(hào)、航道1020Hz信號(hào)、航道過(guò)零信號(hào)和航道相位電壓信號(hào)，余隙CSB信號(hào)、余隙SBO信號(hào)、余隙1020Hz信號(hào)、余隙過(guò)零信號(hào)和余隙相位電壓信號(hào)。其中航道相位電壓信號(hào)和余隙相位電壓信號(hào)為直流信號(hào)，其大小決定SBO信號(hào)的射頻相位，航道過(guò)零信號(hào)和余隙過(guò)零信號(hào)為SBO調(diào)整到載波的控制信號(hào)，航道1020Hz和余隙1020Hz為導(dǎo)航識(shí)別信號(hào)，航道CSB、航道SB0、余隙CSB和余隙SBO中的90Hz、150Hz、1020Hz和直流的幅度比例決定飛機(jī)的著陸線路。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路，其特征在于:包括DSP芯片、FPGA芯片、兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片和兩組四路低通濾波器電路，其中DSP芯片通過(guò)總線與FPGA芯片連接，F(xiàn)PGA芯片分別與兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片連接，兩組四路串行DA轉(zhuǎn)換芯片分別與兩組四路低通濾波器電路連接，兩組四路低通濾波器電路共產(chǎn)生八路信號(hào)，F(xiàn)PGA芯片產(chǎn)生兩路過(guò)零信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路，其特征在于:兩組四路低通濾波器電路中的每一路低通濾波器電路采用由型號(hào)為0PA2277的運(yùn)算放大器NlA和電阻電容組成的濾波器，電阻Rl的一端為信號(hào)輸入端，電阻Rl的另一端連接電阻R2的一端和電容Cl的一端，電容Cl的另一端連接運(yùn)算放大器NlA的I腳和2腳，同時(shí)I腳為信號(hào)輸出端，電阻R2的另一端連接電容C2的一端和運(yùn)算放大器NlA的4腳，電容C2的另一端接地,運(yùn)算放大器NlA的8腳接+15V電源，4腳接-15V電源。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種儀表著陸地面設(shè)備音頻信號(hào)產(chǎn)生電路。本電路包括DSP、FPGA、兩組四路串行DA和兩組四路低通濾波器。DSP將接收的波形參數(shù)轉(zhuǎn)化為信號(hào)幅度；將信號(hào)幅度轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)FPGA內(nèi)部固化波形所對(duì)應(yīng)的數(shù)值，然后將計(jì)算后的數(shù)據(jù)發(fā)送到FPGA芯片中，在FPGA芯片內(nèi)固定存儲(chǔ)三組波形，通過(guò)固定的時(shí)鐘頻率尋址，產(chǎn)生三組數(shù)字波形，根據(jù)信號(hào)格式進(jìn)行組合，產(chǎn)生設(shè)備需要的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)DA轉(zhuǎn)換和濾波器濾波，即得到設(shè)備所需要的音頻信號(hào)。采用本電路，有效地克服了現(xiàn)有設(shè)計(jì)中的不足，提高了DDM調(diào)整精度，在調(diào)整功率的同時(shí)保證DDM數(shù)值不變，SBO過(guò)零點(diǎn)穩(wěn)定，使用方便、可靠，可成功應(yīng)用于產(chǎn)品。
【IPC分類】H03K3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204376855
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420810588
【發(fā)明人】劉月坤, 韓亞洲, 翟文廣, 葉萍
【申請(qǐng)人】天津七六四通信導(dǎo)航技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月21日