基于HSP50214B的侦察接收机数字解调模块设计

1 引言

新型通信对抗装备的侦察接收机多数通过软件无线电技术实现，从而大大提高系统的灵活性。超高速A／D采样器为实现完全数字化的软件无线电技术提供可能，但也给后续数字信号处理器处理速度提出过高要求。因此，通信侦察接收机需先将数字化信号经专用数字下变频器(DDC)完成信号的下变频和抽样处理，再传送至主处理器进行信号处理和结果分析，这里选用HSP50214B作为专用数字下变频器。

2 HSP50214B的内部结构

HSP50214B型可编程数字下变频器可进一步降低数字信号的载波频率，甚至降到基带；该器件可对输入的数字信号进行抽取，在允许限度内降低数据量，利于后续信号处理实时有效，且功能强大。

HSP50214B数字下变频器的结构框图如图1所示。且功能模块：

(1)输入部分 其中电平检测单元选取一定长度的数据，比较并积累该段数据的绝对值与预设置门限电平的误差，该误差积累量可由外部接口读出，进行外部自动增益控制；

(2)载波数控振荡器 该模块输出具有一定频率和初始相位的正弦和余弦两路信号，实现对输入信号的正交混频，产生I／Q通道数据；

(3)滤波抽取组 CIC级联抽取器、HB滤波抽取组、255阶FIR滤波器共同组成抽取／低通滤波器，实现低通滤波和数据抽取功能；重采样数控振荡器进行分数倍采样的转换，使整个抽取系统的输出速率能够满足特殊场合的要求；

(4)增益控制部分 AGC环路为内部增益控制，通过检测DDC幅度输出和预设门限之间的误差，对FIR滤波器的输出进行增益调整，以提高小信号的增益并减少多级抽取造成的幅度衰减；

(5)坐标变换 直坐标到极坐标转换器和数字鉴频器共同完成对各类幅度调制、频率调制和相位调制的解调；

(6)输出部分 且有直接串行输出、直接并行输出和先入先出(FIFO)3种输出方式，可提供同相分量、正交分量、瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率等5种输出数据类型，用户可根据所需解调信号的调制方式选择合适的输出格式和方式。

(7)控制接口 通过接口数据总线C[7:0]、地址总线A[2:0]和读／写信号实现控制字及相应参数的写入和内部寄存器内容及状态信息的读取。

3 数字解调模块原理

侦察接收机中实现数字中频滤波技术，数字下变频器是关键部分，它将中频信号搬移到基带为后续信号处理做准备，并同其他器件构成数字解调模块，图2为其原理框图。

中频信号经放大器、带通抗混叠滤波器、模拟AGC等预处理过程。再送至A／D采样器进行中频带通采样，采样信号通过HSP50214B实现数字下变频和抽取，同时利用HSP50210提取相干载波、码元同步信号和载波跟踪情况指示，实现载波同步和码元同步，最后将抽取信号送至FPGA进行数字信号处理，解调输出结果。整个模块在FPGA的控制下实现数字下变频、码速变换、信道化、时钟回恢复、解调、解扩等功能。HSP50210可编程数字科斯塔斯环专用电路，其时钟处理速率达52 MHz；FPGA采用Xilinx公司的VIRrrEX4系列器件XC4VSX55实现其所有功能，该器件具有24 576个逻辑单元，内含丰富的存储单元(共5 760 Kbit)，具有用于多种运算的IP核，特别适用于实现高速信号处理，其并行处理性能优于传统的DSP处理器。

来源：维库开发网