嵌入式智能矢量天線調(diào)諧系統(tǒng)（下）

② LC 調(diào)諧匹配模塊

當(dāng)矢量阻抗測量模塊對天線進(jìn)行測量后，DSP 計(jì)算出未知天線的實(shí)際阻抗，最后就需要LC 調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配了。通過電路分析理論可知，要使信號源傳送到負(fù)載的功率最大，信號源阻抗必須等于負(fù)載的共軛阻抗，即：Rs + jXs = RL - jXL 。在這個(gè)條件下，從信號源到負(fù)載傳輸?shù)哪芰孔畲?。另外，為有效傳輸功率，滿足這個(gè)條件可以避免能量從負(fù)載反射到信號源，尤其是在諸如視頻傳輸、RF 或微波網(wǎng)絡(luò)的高頻應(yīng)用環(huán)境更是如此。

LC 調(diào)諧匹配模塊設(shè)計(jì)時(shí)，使用T 型匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)匹配。T 型匹配網(wǎng)絡(luò)，主要由一系列的調(diào)配電容、調(diào)配電感和控制繼電器組成

LC 調(diào)諧匹配模塊的工作原理，DSP56F8323 處理器通過計(jì)算得到天線的實(shí)際阻抗，計(jì)算出天線工作頻率下T 型匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)配電容、調(diào)配電感的匹配數(shù)值，然后通過I/O 端口輸出控制調(diào)配繼電器，一次性完成匹配過程。

③ DSP 處理器模塊

DSP 處理器使用是Motorola 公司的DSP56F8323 芯片，56F8300 系列被稱為“合成控制器”，其含義是該器件采用的是結(jié)合了DSP 與MCU 功能的56800E 內(nèi)核，它以16 位的代碼密度實(shí)現(xiàn)了32 位的性能，可以替代傳統(tǒng)MCU 在32 位系統(tǒng)中的應(yīng)用。DSP56F8323 內(nèi)核在指令集中保留了最常用和最有、用的DSP 和MCU 指令集，簡化了編程難度，允許習(xí)慣于MCU 的設(shè)計(jì)工程師采用C 編譯器進(jìn)行編程，簡化了其DSP 代碼的編譯。DSP56F8323 內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)是一種經(jīng)過改進(jìn)的哈佛架構(gòu)，擁有7 條內(nèi)部程序總線和數(shù)據(jù)總線，其中2 條為32位寬；內(nèi)部的數(shù)據(jù)RAM 具有兩個(gè)端口，因此可在單個(gè)周期中進(jìn)行兩次存取，這些特性對于處理器的信號處理能力是非常重要。

DSP 處理器模塊主要對矢量阻抗測量模塊的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到天線的實(shí)際阻抗，同時(shí)根據(jù)實(shí)際阻抗調(diào)配LC 調(diào)諧匹配模塊，使天線和電臺(tái)或信號源匹配。

5.系統(tǒng)軟件描述

系統(tǒng)的軟件主要是由阻抗測量計(jì)算和天線匹配兩部分組成。

軟件流程如下：

軟件的核心算法是同步檢波數(shù)字信號處理算法，算法過程說明如下：

由前面的分析可知，天線阻抗的測試實(shí)際上就是反射系數(shù)Γ的測量，最終等效為入射電壓信號和反射電壓信號的矢量電壓的測量。在傳統(tǒng)測試技術(shù)中對于矢量電壓比的測量采用模擬同步相位檢波器對矢量電壓、電流進(jìn)行正交分解測試，如圖所示。

但傳統(tǒng)同步檢波器中的模擬乘法器存在非線性失真和交流干擾，因此對系統(tǒng)測量精度產(chǎn)生較大的影響。