[发明专利]基于FPGA的中波发射机循环调制编码系统及方法

说明书

本申请公开了基于FPGA的中波发射机循环调制编码系统及方法，系统包括多个依次电连接的FPGA芯片，每个所述FPGA芯片中均具有大循环控制模块、小循环控制模块和功放控制模块。本申请的系统可部署在多块FPGA芯片或单个FPGA中，对于每个FPGA仅需使用少量管脚资源，减小了将基于FPGA的10KW全固态中波发射机循环调制编码系统应用于100KW以上全固态中波发射机循环调制编码环节的成本；其次，该系统的数据输出延迟为8～10个系统时钟周期，且与系统所要控制的功放模块数量不相关，因此降低了对系统时钟频率的要求。

技术领域

本申请涉及数字电路技术领域，特别涉及基于FPGA的中波发射机循环调制编码系统及方法。

背景技术

随着广播事业的迅速发展，我国中波广播发送设备趋向全固态数字化。原有电子管乙类板调机正被逐步淘汰，取而代之的是全固态PDM和DAM中波广播发射机，特别是DAM数字调幅技术将会得到广泛应用。

循环调制编码电路是DAM中波发射机的重要组成部分，来自音频通道的12bit数据信号，即二进制音频码由循环调制编码电路转换为开/关控制信号，对发射机功率放大级中的RF模块的进行“开/关”操作。

现有基于FPGA的10KW全固态中波发射机循环调制编码系统部署在一块FPGA芯片中，系统需控制48个功放模块，其工作频率通常在80MHz～100MHz，系统的输出延迟及其所需的FPGA的管脚数量与所控制的功放模块数量呈现正相关。在100KW以上的全固态中波发射机循环调制编码环节中，循环调制编码环节要控制208个功放模块，若采用原10KW全固态中波发射机循环调制编码系统，仅修改系统控制的功放模块数量，将原系统部署在单个FPGA芯片中，这要求单个FPGA芯片有大于400个可用的管脚资源，而同一等级的单个FPGA芯片的管脚资源越丰富，其价格越高，这意味着更高的成本；其次，由于原系统的输出延迟与所控制的功放模块数量呈正相关，这导致输出将延迟增大到原来的3～4倍，相对应的系统所需的工作时钟频率也将增大3～4倍。而且，基于上述缺陷的缘故，原系统使用移位寄存器来均衡功放模块使用率的方法不再有效。

发明内容

本申请实施例提供了基于FPGA的中波发射机循环调制编码系统及方法，用以解决现有技术中将基于FPGA的10KW全固态中波发射机循环调制编码系统应用于100KW以上全固态中波发射机循环调制编码环节存在成本高、延迟增大和对工作时钟的要求提高的问题。

一方面，本申请实施例提供了基于FPGA的中波发射机循环调制编码系统，包括多个依次电连接的FPGA芯片，每个FPGA芯片中均具有：

大循环控制模块，用于根据输入的二进制音频码和FPGA芯片的数量确定每个FPGA芯片实际的导通功放数量；

小循环控制模块，用于产生周期性脉冲并对脉冲进行计数，获得相应的小循环计数值；

功放控制模块，包括：

计1子模块，用于对输入的功放状态码进行累加，获得正常功放数量；

修正量计算子模块，用于根据其他FPGA芯片输入的当前FPGA芯片应额外关闭的功放数量B、应额外开启的功放数量A和导通功放数量确定相应的修正量，并向其他FPGA芯片输出应额外关闭的功放数量B0和应额外开启的功放数量A0；

第一循环映射子模块，用于根据小循环计数值对输入的循环移位数据进行多路选择，获得相应的循环移位结果数据；

消1子模块，用于对循环移位结果数据进行编码转换，根据正常功放数量和修正量确定需要关闭的功放数量ND，并根据功放数量ND对编码转换后的循环移位结果数据进行多路选择，获得相应的输出结果；

第二循环映射子模块，用于对输出结果进行循环映射，获得相应的功放控制信号。

另一方面，本申请实施例提供了基于FPGA的中波发射机循环调制编码方法，包括：