遥测设备检测信号源的设计与实现

摘要

现有遥测设备信号源均采用市场直接购买的通用信号源，成本高、体积大，且无法产生遥测设备所需帧格式的调制信号。随着遥测设备任务密度的增加，现有检测信号源已不能满足实际需要。
　　 本文研制的遥测设备检测信号源，采用大规模现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)技术和直接数字频率合成(Direct DigitalFrequency Synthesizer，DDS)技术，提出了信号源的总体设计方案，其中包括硬件总体设计方案和软件总体设计方案；以FPGA和DDS为核心器件，设计并实现了硬件电路，其中包括控制电路模块、信号产生电路模块、按键与显示模块、接口电路模块、电源与晶振电路模块等；采用VHDL语言完成了FPGA控制程序，实现了FPGA芯片对DDS芯片的操作与控制、参数配置以及产生信噪比可变的遥测信号的功能；采用VC6.0语言，设计了信号源计算机串口参数配置软件，其中包括串口功能模块、参数设置模块、动态信号模拟模块、存盘功能模块、显示模块、定时模块等模块软件；基于RS232接口协议，使用VHDL语言编写了数据通信协议模块，实现了FPGA芯片与计算机之间的正常通信功能；采用高速码率的直接序列扩频信号模拟高斯白噪声，解决了噪声信号的来源问题；提出了检测信号源的测试方法，并对信号源的技术性能指标进行了测试和验证，给出了测试结果，测试结果表明该信号源满足总体设计的技术要求。
　　 目前，该信号源已应用于某型号遥测设备的灵敏度、遥测码同步、分集合成器等性能指标的测试。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究与发展动态

1.3 本文主要工作

第二章 信号源设计方案

2.1 信号源主要性能技术指标要求

2.2 硬件总体设计

2.2.1 总体组成

2.2.2 工作原理

2.3 软件总体设计

2.3.1 接口需求

2.3.2 概要设计

第三章 硬件设计

3.1 控制电路模块设计

3.1.1 FPGA技术简介

3.1.2 FPGA工作原理

3.1.3 控制电路模块设计

3.2 信号产生电路模块设计

3.2.1 DDS技术简介

3.2.2 DDS工作原理

3.2.3 信号产生电路模块设计

3.3 按键与显示电路模块

3.4 接口电路模块

3.5 电源与晶振电路模块

3.6 PCB板设计

第四章 软件设计

4.1 串口功能模块

4.1.1 串口打开/关闭函数

4.1.2 串口数据发送函数

4.1.3 串口数据接收函数

4.2 参数设置模块

4.3 动态信号模拟模块

4.4 数据存盘模块

4.5 显示模块设计

4.6 定时器模块设计

第五章 测试与应用

5.1 测试方法

5.2 指标测试及功能验证

5.2.1 可编程输出PCM码功能测试

5.2.2 中频信号输出功率及频率可变功能测试

5.3 应用情况

结束语

致谢

参考文献

在读期间研究成果

附录A 遥测设备检测信号源实物图外观视图

附录B 遥测设备检测信号源实物图内部视图