CN102195725A - 无线电台检测模块 - Google Patents

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陈国顺
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Abstract

本发明公开了一种无线电台检测模块，包括电源模块、音频源模块、射频源模块、分析模块、射频通道模块以及核心MCU模块，其中电源模块提供电源，送至音频源模块、射频源模块以及分析模块，音频源模块提供音频信号输出至被检设备，射频源模块提供射频信号输出至射频通道模块，分析模块分析由被检设备传送来的音频信号以及通过射频通道模块传送来的射频信号，核心MCU模块控制音频源模块产生音频信号，控制射频源模块产生射频信号，控制分析模块分析计算接收到的音频、射频信号。本发明采用DSP数字处理电路以及FPGA电路实现射频信号和音频信号的分析，能够快速检测无线电台的故障，有利于现场检测和抢修，采用大规模集成电路，使其体积小巧，便于携带。

Description

无线电台检测模块
技术领域
本发明涉及一种检测设备，尤其是一种无线电台检测模块。
背景技术
无线电台是信息化战场不可缺失的一种通信设备，利用其可以实现各军兵种单元的互连互通，是军队战斗力获得最大限度发挥的关键环节。由于无线电台技术复杂、地位重要，战损及故障的几率非常大，进行现场检测和抢修的任务非常迫切。目前，对于电台的检测还局限于频率计、功率计、频谱分析或综测仪等通用仪器，不能适应战场修理的需要。利用先进的无线电测试技术，开发便携实用的检测模块，提高无线电台的现场检测和保障能力，是提高军队战斗力的最好武器。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种便携的用于现场测试和检修的无线电台检测模块。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种无线电台检测模块，包括电源模块、音频源模块、射频源模块、分析模块、射频通道模块以及核心MCU模块，其中电源模块提供电源，送至音频源模块、射频源模块以及分析模块，音频源模块提供音频信号输出至被检设备，射频源模块提供射频信号输出至射频通道模块，分析模块分析由被检设备传送来的音频信号以及通过射频通道模块传送来的射频信号，核心MCU模块控制音频源模块产生音频信号，控制射频源模块产生射频信号，控制分析模块分析计算接收到的音频、射频信号。
上述分析模块包括音频分析模块和射频分析模块。
所述音频源模块包括DDS模块和可变程控衰减器模块，DDS模块产生的信号的输出至可变程控衰减器模块的输入端，经可变程控衰减器模块产生音频信号。
所述射频源模块包括DDS模块、低通滤波器模块和稳幅环模块，DDS模块产生的信号经低通滤波器模块滤波后送至稳幅环模块，稳幅环模块输出射频信号。
所述分析模块包括DSP数字处理器以及FPGA可编程逻辑阵列，其中DSP数字处理器完成音频信号分析、射频信号检波后的功率计算、射频信号的频偏计算，FPGA可编程逻辑阵列包括频率测量模块、高速测频模块以及信号源调制模块，其中频率测量模块实现射频频率计功能；高速测频模块完成跳频测试功能；信号源调制模块高速刷新DDS频率字完成射频信号调制。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用DSP数字处理电路以及FPGA电路实现射频信号和音频信号的分析，能够快速检测无线电台的故障，有利于现场检测和抢修，采用大规模集成电路，使其体积小巧，便于携带。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的使用状态连接图；
图3为本发明的电源模块和音频源模块的组成框图；
图4为本发明的射频源模块和音频、射频分析模块的组成框图；
图5为本发明的射频通道模块的组成框图；
图6为本发明的音频产生电路的原理图；
图7为本发明的射频产生电路的原理图；
图8为本发明的DSP电路的原理图；
图9为本发明的射频通道电路的原理图；
图10为本发明的核心MCU与电源电路的原理图；
图11为本发明的FPGA及其控制电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，本发明包括电源模块、音频源模块、射频源模块、分析模块、射频通道模块以及核心MCU模块，其中电源模块提供电源，送至音频源模块、射频源模块以及分析模块，音频源模块提供音频信号输出至被检设备，射频源模块提供射频信号输出至射频通道模块，分析模块分析由被检设备传送来的音频信号以及通过射频通道模块传送来的射频信号，核心MCU模块控制音频源模块产生音频信号，控制射频源模块产生射频信号，控制分析模块分析计算接收到的音频、射频信号。其中分析模块包括音频分析模块和射频分析模块。
所述音频源模块包括DDS模块和可变程控衰减器模块，DDS模块产生的信号的输出至可变程控衰减器模块的输入端，经可变程控衰减器模块产生音频信号。
所述射频源模块包括DDS模块、低通滤波器模块和稳幅环模块，DDS模块产生的信号经低通滤波器模块滤波后送至稳幅环模块，稳幅环模块输出射频信号。
所述分析模块包括DSP数字处理器以及FPGA可编程逻辑阵列，其中DSP数字处理器完成音频信号分析、射频信号检波后的功率计算、射频信号的频偏计算，FPGA可编程逻辑阵列包括频率测量模块、高速测频模块以及信号源调制模块，其中频率测量模块实现射频频率计功能；高速测频模块完成跳频测试功能；信号源调制模块高速刷新DDS频率字完成射频信号调制。
本发明应用时，需要通过射频电缆和音频电缆连接被检设备，本发明与电台测试连接如图2所示。
其中，射频电缆1为SMB接口(射频口)到射频N型接口的电缆，射频电缆2为射频BNC接口到被测电台射频口的电缆；20dB衰减器的功率承受能力根据被测电台功率确定。经衰减器输入到无线电台检测模块SMB接口的最大功率不超过0.5W。音频测试电缆连接无线电台检测模块的七芯音频接口与被测电台的音频口。
本发明的电源模块和音频源模块如图3所示，音频源模块产生音频输出信号，对音频输入信号进行阻抗变换和驱动；电源模块产生系统所需的7.2V，3.3V、±5V电源。
如图3所示，本发明设有①7芯音频接口，接口信号有音频信号输出Aout，音频信号输入Ain，控发信号PTT；②总线接口，接口信号有RS485产生的串口信号A、B，稳压电路产生的7.2V、3.3V、±5V，经过阻抗变换和驱动的Ain；③背板接口，有几个子模块共用的24V，串口收发RXD、TXD，地信号等。
其中音频输出信号Aout由DDS模块(直接数字式频率合成器)和可变程控衰减器模块(DAC)产生；电路原理图参考图6。
音频输入信号来源于电台，经过两次运放(AMP)和一次低通滤波(LPF)，完成阻抗变换和驱动，Ain通过总线接口，进入射频源音频分析模块；单片机(MCU)控制PTT信号进行电台收发；以及串口RS485信号进行模块间通信，稳压电路通过24V直流，供给7.2V、3.3V、±5V直流电压。
本发明的射频源模块和音频分析模块如图4所示，音频源模块用于产生1.5MHz～120MHz的射频信号，稳幅环幅度控制范围0dBm～-6dBm。音频分析模块实现100Hz～10kHz，0V～10V的音频信号的频率、电压和信纳德的测量。
如图4所示，本发明设有如下接口：
a)射频输出RFout；
b)射频衰减通道控制cont；
c)射频分析通道控制cont；
d)射频输入RFp、RFd、RFf；
d)总线接口，串口信号A、B，7.2V、3.3V、±5V，Ain；
射频信号的产生使用DDS实现，通过LPF低通滤波器和稳幅环产生射频信号RFout，稳幅环通过控制可变增益放大器实现；电路如图7所示。
射频频率计整形使用DDS的比较器实现。FPGA中频率测量电路实现射频频率计功能；高速测频电路完成跳频测试功能；信号源调制电路高速刷新DDS频率字完成射频信号调制；FPGA的功能控制和信息交互由MCU实现；射频分析通道和衰减通道的控制由单片机MCU实现；FPGA的电路参考图11，MCU电路参考图10。DSP实现音频信号分析、射频信号检波后的功率计算、射频信号的频偏计算；DSP电路参考图8。MUX实现经过射频分析通道接口的RFf、RFd、RFp信号以及音频输入信号Ain信号的选通；ADC完成高速数模转换；
本发明的射频通道模块如图5所示，用于实现射频信号源输出的-40dB～-100dB衰减控制；实现射频分析的频率计通道控制、频偏测量通道(混频和频偏解调)控制、射频功率检波功能。
如图5所示，本发明设有接口：
a)射频双工接口：连接到外部20dB大功率衰减器；
b)射频衰减通道控制接口；
c)射频分析通道控制接口。
本发明中射频信号源的衰减控制使用数字程控衰减器实现。RFout通过自动增益控制AGC，以及程控衰减器实现衰减控制，后经6dB功分器以及10dB功率衰减器，输出至SMB接口完成射频信号的输出。
电台射频输入信号经过10dB功率衰减器和6dB功分器分别进入频率计通道、功率计通道和频偏通道电路，分别产生信号RFf、RFp和RFd；频率计通道和功率计通道使用模拟控制可变增益放大器实现；频偏通道采用有源混频器和脉冲整形频偏解调电路实现。其电路原理图参考图9。

Claims (5)

1.一种无线电台检测模块，其特征在于：包括电源模块、音频源模块、射频源模块、分析模块、射频通道模块以及核心MCU模块，其中电源模块提供电源，送至音频源模块、射频源模块以及分析模块，音频源模块提供音频信号输出至被检设备，射频源模块提供射频信号输出至射频通道模块，分析模块分析由被检设备传送来的音频信号以及通过射频通道模块传送来的射频信号，核心MCU模块控制音频源模块产生音频信号，控制射频源模块产生射频信号，控制分析模块分析计算接收到的音频、射频信号。
2.根据权利要求1所述的无线电台检测模块，其特征在于所述分析模块包括音频分析模块和射频分析模块。
3.根据权利要求1所述的无线电台检测模块，其特征在于所述音频源模块包括DDS模块和可变程控衰减器模块，DDS模块产生的信号的输出至可变程控衰减器模块的输入端，经可变程控衰减器模块产生音频信号。
4.根据权利要求1所述的无线电台检测模块，其特征在于所述射频源模块包括DDS模块、低通滤波器模块和稳幅环模块，DDS模块产生的信号经低通滤波器模块滤波后送至稳幅环模块，稳幅环模块输出射频信号。
5.根据权利要求1或2所述的无线电台检测模块，其特征在于所述分析模块包括DSP数字处理器以及FPGA可编程逻辑阵列，其中DSP数字处理器完成音频信号分析、射频信号检波后的功率计算、射频信号的频偏计算，FPGA可编程逻辑阵列包括频率测量模块、高速测频模块以及信号源调制模块，其中频率测量模块实现射频频率计功能；高速测频模块完成跳频测试功能；信号源调制模块高速刷新DDS频率字完成射频信号调制。
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