[实用新型]气象传真机零中频数字化前端电路的系统结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及气象传真机领域，特别是涉及气象传真机零中频数字化前端电路的系统结构。

背景技术

老式无线气象传真机采用超外差式接收机构成接收系统，但其对硬件设备的要求高，且适应信号的能力比较差。由于存在混频的缘故，使得系统中出现多个不同频率的信号，不同信号之间互相可以干扰对方，这样系统的稳定性达不到理想效果。

随着软件无线电技术得不断发展，基于FPGA的直接下变频宽带接收机逐渐发展起来，它是依靠软件无线电思想的将模拟接收机进行数字化和软件化新一代产品，它利用软件解调的方式去代替了传统的硬件解调。老式接收机因为多次混频造成的镜像干扰、硬件依赖性强、电路不易调试的缺点因此被克服。

气象传真机在船舶工业中应用非常广泛，传统的超外差式气象传真接收机的前端电路采用模拟电路实现两次下变频和解调，所用分立元件多，功耗大，体积大，且调试、维护比较困难。随着计算机和信号处理技术的飞速发展，结合数字信号处理和通信技术的软件无线电技术的诞生，使得气象传真接收机的前端电路采用数字化处理，实现基于数字信号处理的下变频，并最终采用数字解调成为可能，这种数字化的前端电路更利于通过软件实现信号的接收和后处理。

当前气象传真机在实用新型层面有如下几点缺点：

1、由于采用两级超外差结构，导致组合干扰频率点多。因为下变频器并非一个理想乘法器，而是一个能完成相乘功能的非线性器件，它将进入的有用信号与射频信号及存在的干扰信号混合产生组合频率，若组合频率落在中频频带内，便会对有用信号造成一定的干扰。

2、现型接收机射频前端已模拟器件为主要部件，搭建的成品体积大功耗高，不利于接收机小型化、器件较多通用性和稳定性都较差，且不利于维修。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供气象传真机零中频数字化前端电路的系统结构，针对现有气象传真机射频前端的缺点，以FPGA及高速ADC为核心器件研发新型接收机射频前端硬件电路，利用中频数字化方案，射频信号通过振荡器进行一次下变频，利用高速ADC进行模数变换，由FPGA对基带信号进行解调。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

气象传真机零中频数字化前端电路的系统结构，由信号调理模块、FPGA逻辑控制模块、单端转差分放大模块、ADC模块、时钟模块、PCI总线模块构成，所述信号调理模块连接单端转差分放大模块，单端转差分放大模块连接ADC模块，ADC模块连接FPGA逻辑控制模块，FPGA逻辑控制模块连接时钟模块、PCI总线模块。

所述信号调理模块由滤波电路、前置高频放大电路构成，滤波电路采用椭圆参数滤波器，前置高频放大电路采用NEC公司的高频三极管2SC4226作为放大器件。

所述FPGA逻辑控制模块，选定FPGA芯片为Altera公司的EP3C10E144C7型号芯片。

所述单端转差分放大模块，采用AD8370为单端转差分放大电路的芯片。

所述时钟模块，采用ADT4-1WT为主芯片，ZPB-26为晶振。

所述ADC模块，模数转换芯片采用的是ADS4145高精度ADC。

所述PCI总线模块，采用PCI9030总线适配器。

本实用新型的有益效果：本实用新型的气象传真机零中频数字化前端电路的系统结构，针对现有气象传真机射频前端的缺点，以FPGA及高速ADC为核心器件研发新型接收机射频前端硬件电路，利用中频数字化方案，射频信号通过振荡器进行一次下变频，利用高速ADC进行模数变换，由FPGA对基带信号进行解调。

附图说明

图1是本实用新型内部信号调理模块的示意图；

图2是本实用新型内部单端转差分放大模块的示意图；

图3是本实用新型内部时钟模块的示意图；

图4是本实用新型内部ADC模块的示意图；

图5是本实用新型内部FPGA逻辑控制模块的示意图；

图6是本实用新型内部PCI总线模块的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

气象传真机零中频数字化前端电路的系统结构，由信号调理模块、FPGA逻辑控制模块、单端转差分放大模块、ADC模块、时钟模块、PCI总线模块构成，所述信号调理模块连接单端转差分放大模块，单端转差分放大模块连接ADC模块，ADC模块连接FPGA逻辑控制模块，FPGA逻辑控制模块连接时钟模块、PCI总线模块。