中頻數(shù)字化接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

HSP50210是Harris公司生產(chǎn)的數(shù)字科斯塔司環(huán)專用電路，其功能也很強(qiáng)大。時(shí)鐘處理速率高達(dá)52MHz，內(nèi)部具有以下功能模塊[4]（見圖4）：（1）可選升余弦匹配濾波器/積分和去除濾波器（I/D濾波器）；（2）二階載波和碼元跟蹤濾波器；（3）自動(dòng)增益控制電路；（4）鑒頻器；（5）鎖定檢測(cè)器；（6）數(shù)據(jù)質(zhì)量和信號(hào)電平檢測(cè)電路；（7）直角坐標(biāo)向極坐標(biāo)轉(zhuǎn)化電路；（8）8-Bits微機(jī)控制接口。

主要用 HSP50210來(lái)提取相干載波、碼元同步信號(hào)和載波跟蹤情況指標(biāo)。其內(nèi)部的AGC環(huán)路、內(nèi)部NCO載波跟蹤、混頻電路及RRC濾波器等均旁路不用。由于 HSP50210需要HSP50214B提供兩路正交數(shù)據(jù)，而其每一路數(shù)據(jù)長(zhǎng)度只有10bits，因此要注意數(shù)據(jù)匹配問(wèn)題。注意：載波跟蹤誤差COF利用同步信號(hào)COFSYNC串行送給214B的NCO，碼元跟蹤誤差SOF利用同步信號(hào)SOFSYNC串行送給214B的重采樣NCO，所以214B和210 必須采用統(tǒng)一時(shí)鐘才能保證同步傳送數(shù)據(jù)不出問(wèn)題。

2.3 DSP單元

DSP 單元采用美國(guó)TI公司生產(chǎn)的TMS320C542專用數(shù)字信號(hào)處理芯片和外部程序擴(kuò)展存儲(chǔ)器以及數(shù)據(jù)擴(kuò)展存儲(chǔ)器組成。C542定點(diǎn)DSP芯片，處理速度最高可達(dá)40MIPS，可以滿足實(shí)時(shí)處理要求。主要完成工作：接收8031送過(guò)來(lái)的命令，根據(jù)命令完成對(duì)HSP50214B和HSP50210的初始化設(shè)置工作。當(dāng)FIFO半滿時(shí)申請(qǐng)DSP的/INT1中斷，DSP響應(yīng)中斷讀入1024個(gè)數(shù)據(jù)，做必要的處理后根據(jù)信號(hào)類型送出。程序定期查詢8031有無(wú)新命令送過(guò)來(lái)，如有則根據(jù)新命令重新設(shè)置214B和210的相關(guān)參數(shù)，否則繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的接收程序。根據(jù)AGC時(shí)間常數(shù)，從214B讀取電平檢測(cè)值和頻率偏移送8031，作為模擬部分的調(diào)整依據(jù)。

TMS320C54x 只有高速同步串行通信接口，無(wú)法直接與8031進(jìn)行異步通信。采用軟件模擬UART方式較好地解決了這個(gè)問(wèn)題[2]。該方法無(wú)需額外硬件開銷，僅僅需要兩個(gè)通用I/O腳（BIO和XF）、外部中斷INT0以及一個(gè)定時(shí)器就可實(shí)現(xiàn)，硬件連接非常簡(jiǎn)單（見圖5）。

圖5中，XF腳用于發(fā)送數(shù)據(jù)，BIO腳和INT0腳用于接收數(shù)據(jù)。此方法可以模擬半雙工通信與全雙工通信。軟件模擬UART技術(shù)允許用戶設(shè)置。

2.4 控制單元

控制單元主要包括：地址譯碼電路和與主控電路板上的8031單片機(jī)通信控制接口。譯碼電路采用EPLD（EPM7128SQC-7）實(shí)現(xiàn)，以保護(hù)電路的靈活性。與8031通信采用串口通信方式，優(yōu)點(diǎn)是接口簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，傳輸速率（采用RS-232C接口串行總線標(biāo)準(zhǔn)）20kb/s。

2.5 輸出單元

輸出單元主要包括模擬信號(hào)輸出和數(shù)字信號(hào)輸出兩部分。模擬輸出電路主要負(fù)責(zé)AM、SSB、FM、FSK信號(hào)的輸出。數(shù)字輸出端口負(fù)責(zé)輸出B/QPSK信號(hào)（I，Q兩路數(shù)據(jù)和同步時(shí)鐘）。

由于該接收機(jī)從頻21.4MHz后采用了全數(shù)字設(shè)計(jì)，在模擬前端采用了電調(diào)諧預(yù)選濾波器與一本振之間的互動(dòng)聯(lián)調(diào)（二者可通過(guò)8031設(shè)置），因而具有極大的靈活性。通過(guò)加載不同軟件，對(duì)模擬部分進(jìn)行相應(yīng)控制，本接收機(jī)可在10～1000MHz的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)AM、FM、SSB、CW、FSK、BPSK、 QPSK的解調(diào)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明：接收效果良好，控制靈活，適應(yīng)范圍廣，具有較好的開放性。