HF/VHF数字调制多功能发射机，附完整硬件方案和器件选型

方案需要FPGA具有足够多的逻辑单元,并且具有16位或以上数量足够多的乘法器,用于实现DSP算法. 具有高速扩展接口,用于连接两路DAC. 具有低速扩展接口,用于连接人机交互模块和电键.具有AC97 Audio CODEC,用于对话筒输入的语音信号进行编码.具有RS-232端口,用于与PC机相连.具有稳压供电电路,以便接上5V电源即可正常工作,简化整个系统供电电路的设计.具有高速时钟源电路,为FPGA和外部的DAC提供时钟源.

②所需要的目标FPGA开发平台，简述为什么需要此平台

所需要的目标FPGA开发平台是V2PRO,因为本项目要求FPGA具有16位或以上数量足够多的乘法器,需要有AC97 Audio CODEC, RS-232端口, 高速扩展接口, 低速扩展接口,高速时钟源电路,独立的稳压供电电路.

③是否需要其它配套的开发工具

除了Xilinx ISE Foundation, ModelSim XE-III外,还需要LabVIEW用于开发PC机上的RS-232通信控制软件.

3.方案实施过程中需要开发的模块

需要开发的FPGA模块包括:

①DAC输出模块:用于把调制模块输出信号的通过高速扩展接口输出到DAC和控制DAC的工作状态.

②调制模块:用于完成AM,FM,DSB,SSB, ASK,FSK,PSK,的实时数字调制.

③RS-232接口模块:用于通过RS-232接口与PC机通信,并把PC机传来的待发射数据传入调制模块.

④电键接口模块: 用于通过低速扩展接口连接电键,把电键输入的数据传入调制模块.

⑤AC97 Audio CODEC接口模块: 用于把AC97 Audio CODEC输入的音频量化数据输入调制模块.

⑥功能控制模块: 用于通过低速扩展接口与人机交互功能子板相连,控制系统的各项功能.

模块开发的方式:

开发方式是采用自顶而下的设计方法,首先确定该模块中各子模块的具体功能和相互的互连关系,然后确定各子模块的具体参数.在确定各子模块的具体参数和互连关系后,在Xilinx ISE Foundation中用Verilog来实现.最后用ModelSim XE-III对该模块和其子模块分别进行仿真.

4.系统最终要达到的性能指标

输出频率范围10MHz～150MHz,输出阻抗50ohm,输出功率>=10dBm. 工作温度0~50,频率步进间隔1Hz,频率稳定度1ppm(开机后10分钟),音频响应范围(-6dB)500Hz~2.5KHz,.可提供AM, FM,DSB,SSB等语音通信调制模式,可提供ASK,FSK,PSK等数据通信调制模式.话筒可输入语音信号, 电键和RS-232接口输入数字信号.PC机通过RS-232接口与本系统通信,透过PC机上的软件,可以控制本系统的各个功能,并且可以利用PC机上的软件进行数据的发送.利用本系统的用户交互模块,可以在脱离PC机的情况下控制本系统的各个功能.

需要的其它资源

1.设计输入输出功能子板

①双路DAC功能子板:利用8bit或12bit 的DAC芯片来实现.采用高速扩展接口与V2PRO硬件开发平台相连接.此功能子板单独进行设计和调试,测试通过后再和系统连接在一起.

②DDS信号发生功能子板:利用ADI公司的DDS芯片产生正交本地振荡信号,与人机交互功能子板相连. 此功能子板单独进行设计和调试,测试通过后再和系统连接在一起.

③混频功能子板:加法器和两个混频器共同构成此功能子板.与双路DAC功能子板,DDS信号发生功能子板,宽带放大器功能子板相连. 此功能子板单独进行设计和调试,测试通过后再和系统连接在一起.

④宽带放大器功能子板:采用专用宽带放大芯片构成.与混频功能子板相连. 此功能子板单独进行设计和调试,测试通过后再和系统连接在一起.

⑤人机交互功能子板:采用单片机,矩阵键盘,LCM构成,用于在脱离PC机的情况下,完成系统的控制和人机交互. 与V2PRO硬件开发平台通过低速扩展接口相连,与DDS信号发生功能子板相连. 此功能子板单独进行设计和调试,测试通过后再和系统连接在一起.

2.测试设备

指针万用表,数字万用表,200M数字示波器,200M频谱分析仪,5V稳压电源,20M函数信号发生器, 逻辑分析仪

3.方针、开发工具

设计软件包括: Xilinx ISE Foundation, ModelSim XE-III,Cadence SPB 15.7 , Synopsys Saber Z-2007 , Multisim v9 , Filter Solutions 2006 , Proteus 7.1 , AVR Studio 4, WinAVR, LabVIEW

硬件开发平台包括: V2PRO, BASYS