專利名稱：無線電臺檢測模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種檢測設備，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(zhàn)場不可缺失的一種通信設備，利用其可以實現(xiàn)各軍兵種單元的互連互通，是軍隊戰(zhàn)斗力獲得最大限度發(fā)揮的關鍵環(huán)節(jié)。由于無線電臺技術復雜、地位重要，戰(zhàn)損及故障的幾率非常大，進行現(xiàn)場檢測和搶修的任務非常迫切。目前，對于電臺的檢測還局限于頻率計、功率計、頻譜分析或綜測儀等通用儀器，不能適應戰(zhàn)場修理的需要。利用先進的無線電測試技術，開發(fā)便攜實用的檢測模塊，提高無線電臺的現(xiàn)場檢測和保障能力，是提高軍隊戰(zhàn)斗力的最好武器。

發(fā)明內容
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種便攜的用于現(xiàn)場測試和檢修的無線電臺檢測模塊。為解決上述問題，本發(fā)明所采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(chǎn)生音頻信號，控制射頻源模塊產(chǎn)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。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(chǎn)生的信號的輸出至可變程控衰減器模塊的輸入端，經(jīng)可變程控衰減器模塊產(chǎn)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(wěn)幅環(huán)模塊，DDS模塊產(chǎn)生的信號經(jīng)低通濾波器模塊濾波后送至穩(wěn)幅環(huán)模塊，穩(wěn)幅環(huán)模塊輸出射頻信號。所述分析模塊包括DSP數(shù)字處理器以及FPGA可編程邏輯陣列，其中DSP數(shù)字處理器完成音頻信號分析、射頻信號檢波后的功率計算、射頻信號的頻偏計算，F(xiàn)PGA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制模塊，其中頻率測量模塊實現(xiàn)射頻頻率計功能；高速測頻模塊完成跳頻測試功能；信號源調制模塊高速刷新DDS頻率字完成射頻信號調制。采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明采用DSP數(shù)字處理電路以及 FPGA電路實現(xiàn)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，有利于現(xiàn)場檢測和搶修，采用大規(guī)模集成電路，使其體積小巧，便于攜帶。


圖1為本發(fā)明的原理框圖；圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)連接圖；圖3為本發(fā)明的電源模塊和音頻源模塊的組成框圖；圖4為本發(fā)明的射頻源模塊和音頻、射頻分析模塊的組成框圖；圖5為本發(fā)明的射頻通道模塊的組成框圖；圖6為本發(fā)明的音頻產(chǎn)生電路的原理圖；圖7為本發(fā)明的射頻產(chǎn)生電路的原理圖；圖8為本發(fā)明的DSP電路的原理圖；圖9為本發(fā)明的射頻通道電路的原理圖；圖10為本發(fā)明的核心MCU與電源電路的原理圖；圖11為本發(fā)明的FPGA及其控制電路的原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述如圖1所示，本發(fā)明包括電源模塊、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(chǎn)生音頻信號，控制射頻源模塊產(chǎn)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。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(chǎn)生的信號的輸出至可變程控衰減器模塊的輸入端，經(jīng)可變程控衰減器模塊產(chǎn)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(wěn)幅環(huán)模塊，DDS模塊產(chǎn)生的信號經(jīng)低通濾波器模塊濾波后送至穩(wěn)幅環(huán)模塊，穩(wěn)幅環(huán)模塊輸出射頻信號。所述分析模塊包括DSP數(shù)字處理器以及FPGA可編程邏輯陣列，其中DSP數(shù)字處理器完成音頻信號分析、射頻信號檢波后的功率計算、射頻信號的頻偏計算，F(xiàn)PGA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制模塊，其中頻率測量模塊實現(xiàn)射頻頻率計功能；高速測頻模塊完成跳頻測試功能；信號源調制模塊高速刷新DDS頻率字完成射頻信號調制。本發(fā)明應用時，需要通過射頻電纜和音頻電纜連接被檢設備，本發(fā)明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(jù)被測電臺功率確定。經(jīng)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。本發(fā)明的電源模塊和音頻源模塊如圖3所示，音頻源模塊產(chǎn)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(chǎn)生系統(tǒng)所需的7. 2V，3. 3V、士5V電源。如圖3所示，本發(fā)明設有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(fā)信號PTT ；②總線接口，接口信號有RS485產(chǎn)生的串口信號A、B,穩(wěn)壓電路產(chǎn)生的7. 2V、3. 3V、士5V，經(jīng)過阻抗變換和驅動的Ain ；③背板接口，有幾個子模塊共用的 24V,串口收發(fā)RXD、TXD,地信號等。其中音頻輸出信號^Vout由DDS模塊(直接數(shù)字式頻率合成器)和可變程控衰減器模塊(DAC)產(chǎn)生；電路原理圖參考圖6。音頻輸入信號來源于電臺，經(jīng)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(fā)；以及串口 RS485信號進行模塊間通信，穩(wěn)壓電路通過24V直流，供給7. 2V、 3. 3V、士 5V直流電壓。本發(fā)明的射頻源模塊和音頻分析模塊如圖4所示，音頻源模塊用于產(chǎn)生1. 5MHz 120MHz的射頻信號，穩(wěn)幅環(huán)幅度控制范圍OdBm _6daii。音頻分析模塊實現(xiàn)IOOHz 10kHz,OV IOV的音頻信號的頻率、電壓和信納德的測量。如圖4所示，本發(fā)明設有如下接口 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 ；d)總線接口，串口信號 A、B，7. 2V、3. 3V、士5V，Ain;射頻信號的產(chǎn)生使用DDS實現(xiàn)，通過LPF低通濾波器和穩(wěn)幅環(huán)產(chǎn)生射頻信號 RFout，穩(wěn)幅環(huán)通過控制可變增益放大器實現(xiàn)；電路如圖7所示。射頻頻率計整形使用DDS的比較器實現(xiàn)。FPGA中頻率測量電路實現(xiàn)射頻頻率計功能；高速測頻電路完成跳頻測試功能；信號源調制電路高速刷新DDS頻率字完成射頻信號調制；FPGA的功能控制和信息交互由MCU實現(xiàn)；射頻分析通道和衰減通道的控制由單片機 MCU實現(xiàn)；FPGA的電路參考圖11，MCU電路參考圖10。DSP實現(xiàn)音頻信號分析、射頻信號檢波后的功率計算、射頻信號的頻偏計算；DSP電路參考圖8。MUX實現(xiàn)經(jīng)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(shù)模轉換；本發(fā)明的射頻通道模塊如圖5所示，用于實現(xiàn)射頻信號源輸出的_40dB -IOOdB 衰減控制；實現(xiàn)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，本發(fā)明設有接口 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。本發(fā)明中射頻信號源的衰減控制使用數(shù)字程控衰減器實現(xiàn)。RFout通過自動增益控制AGC，以及程控衰減器實現(xiàn)衰減控制，后經(jīng)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(jīng)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(chǎn)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(xiàn)；頻偏通道采用有源混頻器和脈沖整形頻偏解調電路實現(xiàn)。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，其特征在于包括電源模塊、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(chǎn)生音頻信號，控制射頻源模塊產(chǎn)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。
2.根據(jù)權利要求1所述的無線電臺檢測模塊，其特征在于所述分析模塊包括音頻分析模塊和射頻分析模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的無線電臺檢測模塊，其特征在于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(chǎn)生的信號的輸出至可變程控衰減器模塊的輸入端，經(jīng)可變程控衰減器模塊產(chǎn)生音頻信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的無線電臺檢測模塊，其特征在于所述射頻源模塊包括DDS模塊、低通濾波器模塊和穩(wěn)幅環(huán)模塊，DDS模塊產(chǎn)生的信號經(jīng)低通濾波器模塊濾波后送至穩(wěn)幅環(huán)模塊，穩(wěn)幅環(huán)模塊輸出射頻信號。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的無線電臺檢測模塊，其特征在于所述分析模塊包括DSP 數(shù)字處理器以及FPGA可編程邏輯陣列，其中DSP數(shù)字處理器完成音頻信號分析、射頻信號檢波后的功率計算、射頻信號的頻偏計算，F(xiàn)PGA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制模塊，其中頻率測量模塊實現(xiàn)射頻頻率計功能；高速測頻模塊完成跳頻測試功能；信號源調制模塊高速刷新DDS頻率字完成射頻信號調制。
全文摘要
本發(fā)明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(chǎn)生音頻信號，控制射頻源模塊產(chǎn)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。本發(fā)明采用DSP數(shù)字處理電路以及FPGA電路實現(xiàn)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，有利于現(xiàn)場檢測和搶修，采用大規(guī)模集成電路，使其體積小巧，便于攜帶。
文檔編號H04B17/00GK102195725SQ201110112439
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權日2011年5月3日
發(fā)明者馮錫智, 牛剛, 王格芳, 陳國順 申請人:牛剛