[发明专利]一种多制式信号模拟装置及方法

摘要

本发明提出了一种多制式信号模拟装置，包括：基带信号发生模块和信号调理模块；基带信号发生模块包括数字电路和模拟电路两部分；模拟电路部分包括模拟时钟电路和数模转换电路；数字电路部分包括时钟管理模块、数据发生模块、数字调制模块、FIR成形滤波模块、CIC插值模块、幅度相位校准模块；信号调理模块包括正交调制模块、宽带变频模块、幅度控制模块、放大衰减模块。本发明在FPGA内部实现基带正交调制信号，降低FPGA内部基带信号设计的复杂程度，降低对DAC采样速率和数据位宽的要求，实现载波调制信号的高指标输出，采用射频PIN幅度控制技术，实现信号幅度小步进、大动态范围。

主权项

1.一种多制式信号模拟装置，其特征在于，包括：基带信号发生模块和信号调理模块；基带信号发生模块包括数字电路和模拟电路两部分；模拟电路部分包括模拟时钟电路和数模转换电路；模拟时钟电路采用锁相频率和直接数字频率合成相结合的方式实现高频、高分辨率可变时钟，为基带信号发生模块提供可变采样时钟，包括I路时钟和Q路时钟；数模转换电路对输出的高速数据流进行数模转换，产生模拟域的差分正交基带信号；数字电路部分包括时钟管理模块、数据发生模块、数字调制模块、FIR成形滤波模块、CIC插值模块、幅度相位校准模块；时钟管理模块通过FPGA内部全局时钟资源调用，采用锁相频率和直接数字频率合成相结合的方式时钟锁定，为全局所有模块提供同步时钟；数据发生模块自身产生多种数字调制源、音频数据调制源、单音调制源，完成多种模拟制式信号、数字制式信号、干扰信号、噪声信号；数字调制模块包括模拟制式信号发生模块和数字制式信号发生模块；数字调制映射模块根据实际需要进行数字调制映射，对于PSK和QAM，首先根据调制格式的不同将二进制向多进制转换，然后依据星座图转换成相应的1/Q幅度值，采用RC、RRC滤波器进行频谱带宽限制；对FSK和MSK信号，PN序列转换成多进制后，再映射成相应的幅度值，并且频偏与幅度值是对应的，对其进行GAUSSIAN滤波平滑相位曲线；相位积分后对其进行正弦和余弦查表，使得平方和为1，保证信号沿着单位圆的轨迹；FIR成形滤波模块，限制数字信号频带范围同时减小符号间干扰，消除带内噪声；音频数据调制源和单音调制源产生的调制信号与数字调制信号以及噪声信号多选一产生差分正交基带信号，该信号与干扰信号进行数据合路，实现有效信号与干扰信号的叠加，在数字信号成形后增添CIC插值模块；幅度相位校准模块对差分正交信号数据流的幅度和相位通过数据比较进行校准，实现信号等幅、标准相位差输出；信号调理模块包括正交调制模块、宽带变频模块、幅度控制模块、放大衰减模块；正交调制模块的本振采用锁相频率和直接数字频率合成相结合的方式设计；宽带变频模块采用直接数字频率合成本振方式，将正交调制模块产生的调制信号与本振信号进行下变频，再进行窄带带通滤波器滤波；幅度控制模块采用射频PIN幅度控制方式，对宽带变频模块输出的宽带调制信号进行幅度控制；放大衰减模块采用多级射频放大器级联、再配置程控步进衰减器和宽带功率放大器。