多通道數(shù)字中頻組件的實現(xiàn)范文

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《中國西部科技雜志》2015年第五期

1量化信噪比

假設ADC的輸入電壓范圍是（-V，+V），轉換位數(shù)是n，則它有2n個量化電平。ADC的轉換位數(shù)越多，同樣電壓范圍內(nèi)轉換的精度就越高，ADC量化信噪比SNR就越高。SNR6.02n1.76dB10lg[f/2B]s其中fs為采樣頻率，B為模擬信號帶寬。可見，提高采樣率，降低模擬信號帶寬（提高帶通濾波器的性能）都可以改善ADC轉換系統(tǒng)的量化信噪比。而工程使用中，噪聲來源絕不僅僅是量化噪聲，還包括模數(shù)轉換器的內(nèi)部噪聲和PCB板的噪聲等。我們往往用實測的噪聲位數(shù)來評估ADC系統(tǒng)的信噪比和動態(tài)范圍。

2ADC輸入帶寬

由于ADC的采樣保持器和緩沖器的帶寬限制，輸入信號載頻不能高于ADC的輸入帶寬。因此，盡管帶通采樣定理允許采樣頻率可以低于2fH，但是過高的載頻仍然制約電學ADC完成射頻采樣的因素之一。而另一種情況，帶通信號載頻低于ADC的輸入帶寬，經(jīng)過欠采樣，盡管頻譜折疊會進入第一奈奎斯特帶寬，但是，幅度也會大大降低，從而影響ADC的性能。DDS中頻直接數(shù)字合成技術將成熟的DDS技術應用于相控陣雷達中，以其為核心組成全數(shù)字陣列組件，通過其靈活的頻率、相位波形產(chǎn)生方式，可以對每個單元輸出的中頻信號進行精確相移、幅度加權和頻率捷變等控制[3]。

3硬件方案

此數(shù)字中頻組件在150mm×80mm面積的印制板上，完成了8路中頻信號AD轉換，完成了2路中頻信號產(chǎn)生，利用大規(guī)模FPGA完成了下變頻運算、數(shù)據(jù)存儲和傳輸，利用光模塊完成光—電信號轉換，實現(xiàn)了指令和數(shù)據(jù)的光通信。核心芯片包括AD公司四通道串行AD芯片AD9253，成都國騰四通道DDS芯片GM4940，ALTERA公司stratixV系列的FPGA芯片5SGSMD3E2H29I3，中電四十四所的四通道光模塊MCOT-DL-4TR。原理如圖1所示。

4指標測試

各測試指標如表1、表2、表3所示。

5結束語

本文設計了一種多通道數(shù)字中頻組件的實現(xiàn)方法，從原理和實測數(shù)據(jù)上驗證利用ADC、FPGA、DDS完成多通道中頻采樣和中頻信號產(chǎn)生的可行性，此方案已應用在國家重點工程XXX雷達的預研中，有很好的工程使用價值。

作者：王軼 單位：中國電子科技集團公司第二十研究所