CN220254506U - 一种中继控制接口模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种中继控制接口模块，包括MCU控制模块、第一信道音频放大器、第二信道音频放大器、第一信道信号处理电路、第二信道信号处理电路以及串口通信模块，所述MCU控制模块设置有ADC1电路、ADC2电路、DAC1电路与DAC2电路，所述MCU控制模块与串口通信模块连接。本实用新型用以完成两个收发信机之间的信息交互，以及对两路信道中的射频转换、共址滤波器等模块提供独立的控制信号，通过LORA模块实现远程更改两个收发信机的参数。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种中继控制接口模块。
背景技术
现有武器装备中，在采用超短波电台进行通信时，受地球曲率的影响，通信距离相对于武器的打击距离明显不足，尤其是超视距火炮打击系统中使用现有的超短波通信系统无法实现前观和阵地的通信。
针对超短波通信距离受限于地域环境的问题，现有解决方案多采用通信中继车架高天线的方式，或者采用飞艇、气球等平台进行浮空通信中继的方式。中继车使用硬桅杆架高天线时，由于升空高度不足，克服地球曲率能力有限，通信距离受到地形限制严重，很多时候需要选择高点进行布置，或者多辆通信中继车进行接力通信；采用飞艇、高空气球时，由于气球充放气时间长，抗风能力差，使用受限，同时装备撤收和阵地转移困难，实战使用价值不大。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种中继控制接口模块，用以完成两个收发信机之间的信息交互，以及对两路信道中的射频转换、共址滤波器等模块提供独立的控制信号，通过LORA模块实现远程更改两个收发信机的参数。
为达到以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种中继控制接口模块，包括MCU控制模块、第一信道音频放大器、第二信道音频放大器、第一信道信号处理电路、第二信道信号处理电路以及串口通信模块，所述MCU控制模块设置有ADC1电路、ADC2电路、DAC1电路与DAC2电路，所述MCU控制模块与串口通信模块连接；所述第一信道音频放大器的输入端连接收发信机A调制后的音频信号，输出端将放大后的音频信号传递给话筒A；所述ADC1电路将接收到的收发信机A调制后的音频信号，经DAC2电路转换后发送给第二信道信号处理电路，所述第二信道信号处理电路连接收发信机B，所述话筒B连接所述第二信道信号处理电路；所述第二信道音频放大器的输入端连接收发信机B调制后的音频信号，输出端将放大后的音频信号传递给话筒B；所述ADC2电路将接收到的收发信机B调制后的音频信号，经DAC1电路转换后发送给第一信道信号处理电路，所述第一信道信号处理电路连接收发信机A，所述话筒A连接第一信道信号处理电路。
优选的，所述第一信道信号处理电路与第二信道信号处理电路均包括放大器与音频滤波器。
优选的，所述MCU还设置有复位开关。
优选的，所述MCU与收发信机A、收发信机B采用串口通信。
优选的，还包括FPGA控制模块，所述FPGA控制模块分别连接收发信机A、收发信机B。
优选的，还包括第一信道电平转换模块、第二信道电平转换模块、第一射频转换和谐波滤波器控制电路、第二射频转换和谐波滤波器控制电路；第一信道电平转换模块与第二信道电平转换模块均包括0/3.3V电平转换电路与200/-3.3V电平转换电路；所述第一信道电平转换模块与所述第一射频转换和谐波滤波器控制电路连接，所述第二信道电平转换模块与所述第二射频转换和谐波滤波器控制电路连接。
优选的，所述第一射频转换和谐波滤波器控制电路、第二射频转换和谐波滤波器控制电路均包括射频转换模块与共址谐波滤波器。
优选的，还包括LORA模块，所述LORA模块与所述MCU连接。
优选的，还包括串/网转换电路，所述串/网转换电路与所述MCU连接。
本实用新型的有益效果为：
现有技术为单信道电台，为车载使用，本实用新型把两部电台集成在一起，总重量小于3.5千克，其集成度高、体积更小，可用于无人机平台搭载升空电台，实现两个电台的信息交互；同时通信主机面板上不再需要提供人机交互界面，仅提供电源、天线、数据口等接口，参数的设置采用地面站遥控的方式来完成。
本实用新型完成了收发信机A和收发信机B之间的中继信号交互及接口控制，对两路信道中的射频转换、共址滤波器等模块提供独立的控制信号，包括音频信号、数据信号、时间信号等，通过LORA模块实现远程更改两个收发信机的参数。通过异步串口与主机通信，接收频率信息、功率状态等数据，根据这些数据，对各模块进行控制。同时能够实现通信主机与地面站的交互。本实用新型将两个收发信机的TOD信号也对接起来，实现两部收发信机时间的同步，保证两部收发信机可以建立同步正交网。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型MCU模块的电路原理图；
图3是本实用新型网线链路的电路原理图；
图4是本实用新型LORA模块处理原理图；
图5是本实用新型射频转换和谐波滤波器控制电路原理图；
图6是本实用新型射频转换和谐波滤波器控制电路接口单元原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种中继控制接口模块，包括MCU控制模块、第一信道音频放大器、第二信道音频放大器、信道信号处理电路A、信道信号处理电路B、串口通信模块、FPGA控制模块、LORA模块、串/网转换电路。MCU控制模块设置有ADC1电路、ADC2电路、DAC1电路与DAC2电路，MCU控制模块分别与串口通信模块、LORA模块、串/网转换电路连接。MCU还设置有复位开关。
第一信道音频放大器的输入端连接收发信机A调制后的音频信号，输出端将放大后的音频信号传递给话筒A；ADC1电路将接收到的收发信机A调制后的音频信号，经DAC2电路转换后发送给第二信道信号处理电路，第二信道信号处理电路连接收发信机B，话筒B连接第二信道信号处理电路。
第二信道音频放大器的输入端连接收发信机B调制后的音频信号，输出端将放大后的音频信号传递给话筒B；ADC2电路将接收到的收发信机B调制后的音频信号，经DAC1电路转换后发送给第一信道信号处理电路，第一信道信号处理电路连接收发信机A，话筒A连接第一信道信号处理电路。第一信道信号处理电路与第二信道信号处理电路均包括放大器与音频滤波器。
在一个实施例中，还包括FPGA控制模块、第一信道电平转换模块、第二信道电平转换模块、第一射频转换和谐波滤波器控制电路、第二射频转换和谐波滤波器控制电路。FPGA控制模块分别连接收发信机A、收发信机B，以及第一信道电平转换模块、第二信道电平转换模块。第一信道电平转换模块与第二信道电平转换模块均包括0/3.3V电平转换电路与200/-3.3V电平转换电路；第一信道电平转换模块与第一射频转换和谐波滤波器控制电路连接，第二信道电平转换模块与第二射频转换和谐波滤波器控制电路连接。第一射频转换和谐波滤波器控制电路、第二射频转换和谐波滤波器控制电路均包括射频转换模块与共址谐波滤波器。
收发信机1的话音信号RXAF1可以通过MCU模块的AD转换和DA转换，输出为TXAF2，经过收发信机2将话音信号发出，完成话音的转信；同时可以通过模拟运算放大器，成功的转为TXAF2，经过收发信机2将话音信号发出，完成话音的转信。收发信机1和收发信机2接收的话音信号RXAF1和RXAF2通过MCU的数字化处理，通过100M宽带数据网络实现网口数据交互，成功传输到地面终端，完成地面话音播放功能。
本实用新型通过无线模块遥控和100M宽带数据网络实现网口数据交互控制，远程进行电台的数据参数设置，通过地面终端软件设置，可以一键进行电台的复位和重启。
话筒A把话音通过收发信息机A对话音进行调制。RXAF1为收发信机A解调出的音频信号，一路通过放大器传递到话筒A，话筒A（PHONE为听、MIC1为说），PHONE对接收到的信息进行解调，传递到话筒A。同时另一路通过MCU经ADC1、DAC2进行ADC转换，通过放大器、音频滤波器，转换为TXAF2（调制处理后的音频信息）给收发信机B，收发信机B调制后发出信号RXAF2。收到的话音不仅可以通过话筒听，也可以通过MCU转发到B电台将信号发出。
如图2所示，MCU模块采用STM32F407V芯片，完成话音数字化处理，将处理的数字话音通过网口将话音上报给终端。STM32F407V芯片实现与图3所示的100M宽带数据网络实现网口数据交互，主要实现主机控制协议解析、状态上报、各模块工作状态控制及对外接口交互功能。STM32F407V芯片与图4所示的无线模块实现数据交互，完成识别远程更改两个收发信机的参数。
FPGA控制模块采用型号为A3P060-VQ100I的芯片，控制射频转换模块的收发通路和调谐滤波器的滤波频率，74AHC573包含八路3态输出的非反转透明锁存器，为射频转换和谐波滤波器控制电路提供稳定的3.3V控制电平，如图5所示。I4和I5分别为收发信机B和收发信机A的射频单元模块的控制接口，每一个接口同时完成射频转换模块的收发控制和谐波滤波器的滤波频率控制，如图6所示。
本实用新型通过RS232异步串口与主机通信，接收频率信息（收发信机频率）、功率状态等数据，根据这些数据对各模块进行控制。同时将工作状态反馈给地面终端。LORA模块通过无线远程对电台参数进行设置。串口通信模块包括串口与RS232电平转换模块，通过TXDA/RXDA数据接口串口通信，实现MCU与收文信机A通信；通过TXDB/RXDB数据接口与串口通信，实现MCU与收文信机B通信。PTTAV 为发控制信号，RXMTA为收指示信号，通过这两个信号判断电台的状态。本实施例中，低电平时，MCU控制收发信机A发功率信号。
本实施例中，MCU还设置有复位开关，由BBU_RST控制信号，对电台进行复位，通过远程终端进行控制复位。
本实施例中，FCLKA为频率字信号，代表电台设置好的频率信息、收发功能信息，转给FPGA控制模块，由它控制射频转换，以及改变谐波滤波器的滤波频率，增加射频信号的外部抑制，让收发信机A、收发信机B信号更好的隔离，防止收发信机A、收发信机B之间的信号干扰，同时还可以防止外部信号对电台的干扰。
电台有收通道和发通道，射频转换模块用于切换收通道和发通道。本实用新型通过设置射频转换模块，减少了滤波器的数量，降低了布线控制难度。本实施例中，谐波滤波器为共址滤波器。由于每个信道均由收发功能，每个信道需要两个共址滤波器实现收发功能，一个控制收信号，一个控制发信号。如果没有射频转换模块，则需两个共址滤波器。
74AHC573电平转换电路，实现0与3.3V电平转换，既隔离开FPGA控制与射频转换和谐波滤波器，且能使电平更加稳定。200/-3.3电平转换电路，由SW1、SW2控制射频转换，对射频转换模块的收发状态进行切换，假定SW1（在两个电平之间切换）为1，SW2为0，则为收通道。
两个收发信机通过本实用新型完成数据、话音的中继转发。本实用新型将两个收发信机的数据、音频信号对接在一起，实现信号无缝中继。同时将TOD信号也对接起来实现两部收发信机时间的同步，保证两部收发信机可以建立同步正交网。
以上给出了具体的实施方式,但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案,对本领域普通技术人员而言,根据本实用新型的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种中继控制接口模块，其特征在于：包括MCU控制模块、第一信道音频放大器、第二信道音频放大器、第一信道信号处理电路、第二信道信号处理电路以及串口通信模块，所述MCU控制模块设置有ADC1电路、ADC2电路、DAC1电路与DAC2电路，所述MCU控制模块与串口通信模块连接；所述第一信道音频放大器的输入端连接收发信机A调制后的音频信号，输出端将放大后的音频信号传递给话筒A；所述ADC1电路将接收到的收发信机A调制后的音频信号，经DAC2电路转换后发送给第二信道信号处理电路，所述第二信道信号处理电路连接收发信机B，所述话筒B连接所述第二信道信号处理电路；所述第二信道音频放大器的输入端连接收发信机B调制后的音频信号，输出端将放大后的音频信号传递给话筒B；所述ADC2电路将接收到的收发信机B调制后的音频信号，经DAC1电路转换后发送给第一信道信号处理电路，所述第一信道信号处理电路连接收发信机A，所述话筒A连接第一信道信号处理电路。
2.根据权利要求1所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：所述第一信道信号处理电路与第二信道信号处理电路均包括放大器与音频滤波器。
3.根据权利要求1所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：所述MCU还设置有复位开关。
4.根据权利要求1所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：所述MCU与收发信机A、收发信机B采用串口通信。
5.根据权利要求1所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：还包括FPGA控制模块，所述FPGA控制模块分别连接收发信机A、收发信机B。
6.根据权利要求5所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：还包括第一信道电平转换模块、第二信道电平转换模块、第一射频转换和谐波滤波器控制电路、第二射频转换和谐波滤波器控制电路；第一信道电平转换模块与第二信道电平转换模块均包括0/3.3V电平转换电路与200/-3.3V电平转换电路；所述第一信道电平转换模块与所述第一射频转换和谐波滤波器控制电路连接，所述第二信道电平转换模块与所述第二射频转换和谐波滤波器控制电路连接。
7.根据权利要求5所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：所述第一射频转换和谐波滤波器控制电路、第二射频转换和谐波滤波器控制电路均包括射频转换模块与共址谐波滤波器。
8.根据权利要求1所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：还包括LORA模块，所述LORA模块与所述MCU连接。
9.根据权利要求1所述的一种中继控制接口模块，其特征在于：还包括串/网转换电路，所述串/网转换电路与所述MCU连接。
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