基于DSP和FPGA的调幅广播信号监测系统

根据式(6)可以列出两组载波频率的矩阵：

最后根据式(8)中最接近的两个值fcn1和fcn2就可以计算出载波频率值为：

根据上述算法可得到DSP中数据处理软件的流程图(图2)。

FPGA逻辑设计

本系统中FPGA主要用来协调各个模块间的数据传输，分别为A/D采样数据到DSP的传输、DSP计算结果到PCI接口的传输以及数控增益放大器的增益控制。同时FPGA还为系统工作提供了必要的时钟、复位信号、控制信号(图3)。

器件选择

A/D转换器是整个监测系统的关键部件，它的性能往往直接影响整个监测系统的技术指标。当A/D有效位数大于12位时量化损失为0.0055dB，其对测量精度的影响可忽略不计。系统选用的A/D转换器为ADI公司的AD9433。输入AD9433的信号幅度要控制在一定的范围内，否则会造成失真，甚至烧毁芯片，所以要在AD9433之前用运放对信号幅度进行调控。同时根据调幅广播信号幅度实时变化的特点，要求所选择的运放增益可变。基于上述要求系统选用ADI公司的线性数控增益放大器AD8320。

系统对信号采样点数为N=4096，算法采用Hilbert变换解调求调幅度和欠采样求载波频率，所以每计算100次调幅度和1次载波频率所需要的运算量大概为：

本系统选用ADI公司SHARC系列的ADSP-21262作为数据处理芯片。

根据ADSP-21262性能可估算出系统完成一次调幅度测量所需要的时间大概为800μs，完成一次载波频率测量所需要的时间大概为10ms，可以满足系统实时性要求。

在总线控制模块中，系统选用Altera公司Cyclone II系列中的EP2C8Q208C8 FPGA芯片。

PCI接口模块选用PLX公司的PCI总线控制芯片PC19054。

结语

本文介绍了一种基于DSP的调幅广播信号监测系统，采用了数字信号处理的方法，与模拟监测技术相比处理更加灵活、测量精度更高、并且大大提高了系统的可靠性。本系统已成功应用于实践，经过实践检查，载波频率测量精度达到1Hz，调幅度测量精度达到3%，测量效果满足实际需要。

作者：黄海,崔玉姣,寇治刚 来源：电子产品世界