CN210840036U - 一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，包括：第一音频产生模块，第二音频产生模块，第三音频产生模块；所述第一音频产生模块、所述第二音频产生模块、所述第三音频产生模块通过SPI线接收信号控制FPGA的命令，并根据所述信号控制FPGA的命令合成指定频率的音频输出到射频板。本实用新型提供了一种音频产生单元能够产生多种音频信号，使得包含本电路的便携式通信与导航测试仪用于飞机、船舶等的通信和检修。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电子测量仪器，特别涉及一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元。
背景技术
在飞机、船舶上，由于空间有限，并不能使用常规的通信信号测试和检修设备，而通常采用便携式设备，以减小检测设备的尺寸，以适于实用。然而，在达到相同的技术指标的前提下，设备尺寸减小，就意味着对信号处理和采集的部件的各项指标要进去调整，对于实现的电路，需要针对便携式应用进行改进。
便携式通信与导航测试仪，要用于飞机、船舶等的通信和检修，能测量 VHF/UHF发射机频率、输出功率、调制度(AM和FM)以及接收机灵敏度，测量 HF发射机频率、输出功率、调制度(AM和SSB)以及接收机灵敏度生成ARINC 596 选择呼叫信号，测量HF/VHF/UHF天线和/或馈线的驻波比(SWR)，同时可以设置DDM来模拟航向道和下滑道信号，扫描定位，用于耦合的自动导测试(同时模拟航向道、下滑道和指点信标信号)。可以模拟不同方位的VOR信标，模拟指点信标、外指点和中指点信号，测量121.5/243MHz紧急信标发射机的频率、输出功率、调制度(AM)。音频输出，用于监视扫描音频信号，测量406MHz COSPAS/SARSAT紧急信标发射机的频率、输出功率。能解码并显示所有位置和用户协议。其中，信号控制FPGA如何产生需要的音频信号输出到射频板，是便携式通信与导航测试仪设计的难点。
实用新型内容
本使用新型针对便携式通信与导航测试仪中对于音频信号的需求，提供一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，包括：
第一音频产生模块，第二音频产生模块，第三音频产生模块；
所述第一音频产生模块、所述第二音频产生模块、所述第三音频产生模块通过SPI线接收信号控制FPGA的命令，并根据所述信号控制FPGA的命令合成指定频率的音频输出到射频板。
优选的，所述第一音频产生模块包括第一AD9833芯片、第一运算放大器、第一数模转换器、第二数模转换器；
所述第一AD9833芯片的MCLK端输入第一参考时钟信号，VOUT端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的输出端连接并联的所述第一数模转换器、所述第二数模转换器，所述第一数模转换器、所述第二数模转换器分别输出第一信号、第二信号。
优选的，所述第二音频产生模块包括第二AD9833芯片、第二运算放大器、第三数模转换器、第四数模转换器；
所述第二AD9833芯片的MCLK端输入第一参考时钟信号，VOUT端连接所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的输出端连接并联的所述第三数模转换器、所述第四数模转换器，所述第三数模转换器、所述第四数模转换器分别输出第三信号、第四信号。
优选的，所述第三音频产生模块包括第三AD9833芯片、第三运算放大器、第五数模转换器、第四运算放大器、模拟开关；
所述第三AD9833芯片的MCLK端输入第二参考时钟信号，VOUT端连接所述第三运算放大器的同相输入端，所述第三运算放大器的输出端连接并联的所述第五数模转换器、所述第四运算放大器反相输入端，所述第五数模转换器的输出经所述模拟开关切换输出第五信号、第六信号，所述第四运算放大器输出端输出第七信号。
优选的，还包括第五运算放大器、第六运算放大器、第七运算放大器；
所述第一信号、所述第三信号、所述第五信号共同输入第五运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第五运算放大器输出端输出第八信号；
所述第二信号、所述第四信号、所述第六信号共同输入第六运算放大器的反相输入端，第六运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第六运算放大器输出端输出第九信号；
所述第七信号输入第七运算放大器的反相输入端，第七运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第七运算放大器输出端输出第十信号。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型采用三个AD9833,AD9833具有数字可编程频率和相位，当供电电压为3V时，功耗为12.65mW，输出频率范围：0MHz至12.5MHz，28位分辨率(25MHz基准时钟时为0.1Hz)，正弦波/三角波/方波输出，2.3V至5.5 V电源供电，无需外部元件，三线式SPI接口，扩展温度范围：-40℃至+105℃。三个AD9833通过SPI线接收信号控制FPGA的命令，并根据所述信号控制FPGA 的命令合成指定频率的音频输出到射频板，本实用新型提供了一种音频产生单元能够产生多种音频信号，使得包含本电路的便携式通信与导航测试仪用于飞机、船舶等的通信和检修。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是第一音频产生模块的电路连接示意图。
图3是第二音频产生模块的电路连接示意图。
图4是第三音频产生模块的电路连接示意图。
图5是第五运算放大器的电路连接示意图。
图6是第六运算放大器的电路连接示意图。
图7是第七运算放大器的电路连接示意图。
图8是便携式通信与导航测试仪的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
图8为便携式通信与导航测试仪的整体设计原理框图，其中，信号控制FPGA 如何产生需要的音频信号输出到射频板，是便携式通信与导航测试仪设计的难点。
如图1，一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，包括：
第一音频产生模块，第二音频产生模块，第三音频产生模块；
所述第一音频产生模块、所述第二音频产生模块、所述第三音频产生模块通过SPI线接收信号控制FPGA的命令，并根据所述信号控制FPGA的命令合成指定频率的音频输出到射频板。
所述第一音频产生模块包括第一AD9833芯片、第一运算放大器、第一数模转换器、第二数模转换器；
如图2，所述第一AD9833芯片的MCLK端输入第一参考时钟信号，VOUT 端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的输出端连接并联的所述第一数模转换器、所述第二数模转换器，所述第一数模转换器、所述第二数模转换器分别输出信号MAIN-MODA、LOC-MODA。所述第一参考时钟信号24.576M/983.04K，所述第一音频产生模块用于产生LOC和G/S模式下的150Hz信号、SELCAL模式下的第二音频信号信号、VOR模式下的9960Hz 信号以及被30Hz调频的9960Hz子载波信号。
所述第二音频产生模块包括第二AD9833芯片、第二运算放大器、第三数模转换器、第四数模转换器；
如图3，所述第二AD9833芯片的MCLK端输入第一参考时钟信号，VOUT 端连接所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的输出端连接并联的所述第三数模转换器、所述第四数模转换器，所述第三数模转换器、所述第四数模转换器分别输出信号MAIN-MODB、LOC-MODB。所述第二参考时钟信号983.04K，所述第二音频产生模块用于产生LOC和G/S模式下的90Hz 信号、SELCAL模式下的第一音频信号信号、VOR模式下的30Hz可变信号。
所述第三音频产生模块包括第三AD9833芯片、第三运算放大器、第四运算放大器、第五数模转换器、模拟开关；
如图4，所述第三AD9833芯片的MCLK端输入第二参考时钟信号，VOUT 端连接第三运算放大器的同相输入端，所述第三运算放大器的输出端连接并联的第五数模转换器、第四运算放大器反相输入端，所述第五数模转换器经模拟开关切换输出信号MAIN-MODC、LOC-MODC、AF3-SW，所述第四运算放大器输出端输出信号MKR-MOD。所述第三音频产生模块用于产生VOR和LOC 模式下的1015Hz音频信号、1015Hz莫尔斯码信号以及在三模式下MARKER 信道所需的400Hz、1300Hz 3000Hz调制音频信号。
如图5，信号MAIN-MODA、MAIN-MODB、MAIN-MODC共同输入第五运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第五运算放大器输出端输出信号MAIN-AM-MOD；
如图6，信号LOC-MODA、LOC-MODB、LOC-MODC共同输入第六运算放大器的反相输入端，第六运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第六运算放大器输出端输出信号LOC-AM-MOD；
如图7，信号MKR-MOD输入第七运算放大器的反相输入端，第七运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第七运算放大器输出端输出信号MKR-AM-MOD。
本实施例采用三个音频产生模块的音频调制单元的参数范围：
频率范围：30Hz～9960Hz
频率准确度：≤±0.02％×设定值
电平范围：1mVrms～2.0Vrms
分辨率：1mVrms
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，其特征在于，包括：
第一音频产生模块，第二音频产生模块，第三音频产生模块；
所述第一音频产生模块、所述第二音频产生模块、所述第三音频产生模块通过SPI线接收信号控制FPGA的命令，并根据所述信号控制FPGA的命令合成指定频率的音频输出到射频板。
2.如权利要求1所述的一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，其特征在于，所述第一音频产生模块包括第一AD9833芯片、第一运算放大器、第一数模转换器、第二数模转换器；
所述第一AD9833芯片的MCLK端输入第一参考时钟信号，VOUT端连接所述第一运算放大器的同相输入端，所述第一运算放大器的输出端连接并联的所述第一数模转换器、所述第二数模转换器，所述第一数模转换器、所述第二数模转换器分别输出第一信号、第二信号。
3.如权利要求2所述的一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，其特征在于，所述第二音频产生模块包括第二AD9833芯片、第二运算放大器、第三数模转换器、第四数模转换器；
所述第二AD9833芯片的MCLK端输入第一参考时钟信号，VOUT端连接所述第二运算放大器的同相输入端，所述第二运算放大器的输出端连接并联的所述第三数模转换器、所述第四数模转换器，所述第三数模转换器、所述第四数模转换器分别输出第三信号、第四信号。
4.如权利要求3所述的一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，其特征在于，所述第三音频产生模块包括第三AD9833芯片、第三运算放大器、第五数模转换器、第四运算放大器、模拟开关；
所述第三AD9833芯片的MCLK端输入第二参考时钟信号，VOUT端连接所述第三运算放大器的同相输入端，所述第三运算放大器的输出端连接并联的所述第五数模转换器、所述第四运算放大器反相输入端，所述第五数模转换器的输出经所述模拟开关切换输出第五信号、第六信号，所述第四运算放大器输出端输出第七信号。
5.如权利要求4所述的一种便携式通信与导航测试仪的音频产生单元，其特征在于，还包括第五运算放大器、第六运算放大器、第七运算放大器；
所述第一信号、所述第三信号、所述第五信号共同输入第五运算放大器的反相输入端，第五运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第五运算放大器输出端输出第八信号；
所述第二信号、所述第四信号、所述第六信号共同输入第六运算放大器的反相输入端，第六运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第六运算放大器输出端输出第九信号；
所述第七信号输入第七运算放大器的反相输入端，第七运算放大器的反相输入端与输出端通过电阻连接，所述第七运算放大器输出端输出第十信号。
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