專利名稱：甚高頻航空通信地面電臺終端模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電臺終端，特別是涉及一種甚高頻航空通信地面電臺終端模塊。
背景技術(shù)：
隨著我國民航事業(yè)的發(fā)展和低空空域開放宏觀政策出臺，將帶動飛機(jī)制造、機(jī)場 建設(shè)、飛行服務(wù)、通用航空、體育航空等產(chǎn)業(yè)鏈，逐步形成龐大的市場規(guī)模。同時中國也逐步從航空大國向航空強(qiáng)國邁進(jìn)，國產(chǎn)民用航空通信設(shè)備替代國外進(jìn)口設(shè)備也是響應(yīng)該政策的
重要舉措。民用VHF航空通信系統(tǒng)是保障飛機(jī)安全飛行和空域高效利用的關(guān)鍵設(shè)備，是空中交通管制最重要的技術(shù)手段。因此，對地空通信設(shè)備的進(jìn)一步改善有著至關(guān)重要的意義。地空通信設(shè)備的性能指標(biāo)要求很高，現(xiàn)有終端的顯示控制功能、模數(shù)轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性、信號處理的準(zhǔn)確度等還不是很好，因此，有必要研究開發(fā)適合于地空通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單、控制功能齊全、顯示界面友好、模數(shù)轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性和信號處理準(zhǔn)確度高的地面電臺終端。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種甚高頻航空通信地面電臺終端模塊。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，它包括微處理器ARM、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、數(shù)字信號處理芯片DSP、中頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻處理單元和音頻D/A轉(zhuǎn)換器，所述微處理器ARM通過總線與FPGA連接，中頻A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端與中頻信號連接，中頻A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端通過DSP的UPP數(shù)據(jù)口與DSP連接，DSP的數(shù)字音頻輸出和靜噪指示輸出與FPGA連接，F(xiàn)PGA的數(shù)字音頻輸入/輸出與音頻A/D轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的另一路數(shù)字音頻輸出與音頻D/A轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的時鐘輸出與中頻A/D轉(zhuǎn)換器的采樣時鐘端子連接，音頻A/D轉(zhuǎn)換器與音頻處理單元相連，音頻處理單元的輸入端連接語音拾音器，音頻處理單元的輸出端連接揚(yáng)聲器。本實(shí)用新型所述的微處理器ARM還分別與顯示器、旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)、頻綜接口、發(fā)射模塊、濾波器和監(jiān)控中心連接。本實(shí)用新型所述的模塊還包括一個模數(shù)復(fù)合濾波器電路，電路包括模擬濾波器、混頻器、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和DSP芯片，模擬濾波器的輸入與中頻信號相連，模擬濾波器的輸出與混頻器的輸入相連，混頻器的輸出與低通濾波器相連，低通濾波器的輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP進(jìn)行數(shù)字濾波。本實(shí)用新型所述的FPGA還與備機(jī)相連。本實(shí)用新型所述的揚(yáng)聲器包括耳機(jī)或喇叭。本實(shí)用性所述的語音拾音器包括麥克風(fēng)。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型由ARM芯片、DSP、FPGA、音頻處理單元等組成，結(jié)構(gòu)簡單，其控制功能齊全、顯示界面友好，提高了電臺的有效接收帶寬、鄰道抑制、寄生響應(yīng)抑制、互調(diào)響應(yīng)抑制、交調(diào)抑制、阻塞與降靈等性能指標(biāo)，提高了模數(shù)轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性和信號處理的準(zhǔn)確度等，適用于地空通信設(shè)備。

圖I為本實(shí)用新型的電路組成框圖；圖2為模數(shù)復(fù)合濾波器的電路組成框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。如圖I所示，甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，它包括微處理器ARM、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、數(shù)字信號處理芯片DSP、中頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻處理單元和音頻D/A轉(zhuǎn)換器，所述微處理器ARM通過總線與FPGA連接，中頻A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端與中頻信號連接，中頻A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端通過DSP的UPP數(shù)據(jù)口與DSP連接，DSP的數(shù)字音頻輸出和靜噪指示輸出與FPGA連接，F(xiàn)PGA的數(shù)字音頻輸入/輸出與音頻A/D轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的另一路數(shù)字音頻輸出與音頻D/A轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的時鐘輸出與中頻A/D轉(zhuǎn)換器的采樣時鐘端子連接，音頻A/D轉(zhuǎn)換器與音頻處理單元相連，音頻處理單元的輸入端連接語音拾音器，音頻處理單元的輸出端連接揚(yáng)聲器。本實(shí)用新型所述的微處理器ARM還分別與顯示器、旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)、頻綜接口、發(fā)射模塊、濾波器和監(jiān)控中心連接。本實(shí)用新型所述的模塊還包括一個模數(shù)復(fù)合濾波器電路，電路包括模擬濾波器、混頻器、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和DSP芯片，模擬濾波器的輸入與中頻信號相連，模擬濾波器的輸出與混頻器的輸入相連，混頻器的輸出與低通濾波器相連，低通濾波器的輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP進(jìn)行數(shù)字濾波。本實(shí)用新型所述的FPGA還與備機(jī)相連。本實(shí)用新型所述的揚(yáng)聲器包括耳機(jī)或喇叭。本實(shí)用新型所述的語音拾音器包括麥克風(fēng)。如圖2所示，甚高頻航空通信地面電臺終端模塊的模數(shù)復(fù)合濾波器，它包括選擇開關(guān)、模擬濾波器、混頻器、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字濾波器，所述的模擬濾波器包括窄帶模擬濾波器和寬帶模擬濾波器，一中頻信號在選擇開關(guān)的控制下，經(jīng)選擇開關(guān)與窄帶模擬濾波器的輸入連接，或者與寬帶模擬濾波器的輸入連接，模擬濾波器的輸出與混頻器的輸入連接，混頻器輸出的二中頻信號與低通濾波器的輸入連接，低通濾波器的輸出經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號后與數(shù)字濾波器連接，所述的低通濾波器為陶瓷濾波器，數(shù)字濾波器為DSP芯片。本實(shí)用新型的工作過程如下旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)為人機(jī)交互的輸入工具，通過它對電臺的工作模式和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過微處理器ARM將設(shè)置的工作模式和參數(shù)傳輸至電臺的其他模塊和FPGA，F(xiàn)PGA再傳輸至DSP和音頻處理單元。[0024]通過微處理器ARM和顯示器、監(jiān)控中心等實(shí)現(xiàn)了整個電臺的顯示控制功能，具有控制功能齊全、顯示界面友好等特點(diǎn)。電臺工作分為接收模式和發(fā)射模式。當(dāng)電臺處于接收模式時，首先，中頻A/D轉(zhuǎn)換器對輸入中頻信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字中頻信號傳輸至DSP進(jìn)行數(shù)字化處理，其處理過程包括數(shù)字混頻、帶通濾波、數(shù)字解調(diào)、數(shù)字靜噪等，解調(diào)后的數(shù)字音頻信號和靜噪指示信號輸出到FPGA ;然后，利用FPGA對數(shù)字音頻信號進(jìn)行數(shù)字音頻濾波，濾波后的數(shù)字音頻信號是否可以通過音頻A/D轉(zhuǎn)換器輸出到音頻處理單元，還需要根據(jù)DSP輸出至FPGA的靜噪指示信號來確定，如果靜噪指示信號為低電平，說明話音SINAD (信號一噪聲及失真t匕)很差，則通過FPGA關(guān)斷音頻輸出，如果靜噪指示信號為高電平，說明話音SINAD (信號一噪聲及失真比)良好，則通過FPGA打開音頻輸出，并通過音頻A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸出到音頻處理單元；最后，通過音頻處理單元對模擬音頻信號進(jìn)行放大后輸出至耳機(jī)、喇叭或者錄音器等。當(dāng)電臺處于發(fā)射模式時，首先，通過音頻處理單元對語音拾音器采集到的話音信號進(jìn)行放大處理；然后通過音頻A/D轉(zhuǎn)換器將模擬音頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號，通過FPGA對數(shù)字音頻信號進(jìn)行濾波處理；最后再通過音頻D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換成 模擬音頻信號，輸出至電臺的功放模塊進(jìn)行調(diào)制和放大。由于甚高頻航空通信地面電臺終端模塊使用了模數(shù)復(fù)合濾波器電路，提高了電臺的有效接收帶寬、鄰道抑制、寄生響應(yīng)抑制、互調(diào)響應(yīng)抑制、交調(diào)抑制、阻塞與降靈等性能指標(biāo)。由于甚高頻航空通信地面電臺終端模塊用FPGA芯片對外部時鐘鎖相后得到的比較穩(wěn)定的時鐘作為A/D轉(zhuǎn)換器的采樣時鐘，再利用DSP芯片的UPP端口內(nèi)部的DMA控制器選擇使用開始信號、數(shù)據(jù)使能信號和同步等待信號等同步信號，提高了模數(shù)轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1.甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，其特征在于它包括微處理器ARM、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、數(shù)字信號處理芯片DSP、中頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻處理單元和音頻D/A轉(zhuǎn)換器，所述微處理器ARM通過總線與FPGA連接，中頻A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端與中頻信號連接，中頻A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端通過DSP的UPP數(shù)據(jù)口與DSP連接，DSP的數(shù)字音頻輸出和靜噪指示輸出與FPGA連接，F(xiàn)PGA的數(shù)字音頻輸入/輸出與音頻A/D轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的另一路數(shù)字音頻輸出與音頻D/A轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的時鐘輸出與中頻A/D轉(zhuǎn)換器的采樣時鐘端子連接，音頻A/D轉(zhuǎn)換器與音頻處理單元相連，音頻處理單元的輸入端連接語音拾音器，音頻處理單元的輸出端連接揚(yáng)聲器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，其特征在于所述的微處理器ARM還分別與顯示器、旋轉(zhuǎn)編碼開關(guān)、頻綜接口、發(fā)射模塊、濾波器和監(jiān)控中心連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，其特征在于模塊還包括一個模數(shù)復(fù)合濾波器電路，電路包括模擬濾波器、混頻器、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器和DSP 芯片，模擬濾波器的輸入與中頻信號相連，模擬濾波器的輸出與混頻器的輸入相連，混頻器的輸出與低通濾波器相連，低通濾波器的輸出經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入DSP進(jìn)行數(shù)字濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，其特征在于所述的FPGA還與備機(jī)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，其特征在于所述的揚(yáng)聲器包括耳機(jī)或喇叭。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，其特征在于所述的語音拾音器包括麥克風(fēng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種甚高頻航空通信地面電臺終端模塊，它包括微處理器ARM、現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、數(shù)字信號處理芯片DSP、中頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻A/D轉(zhuǎn)換器、音頻處理單元和音頻D/A轉(zhuǎn)換器，所述ARM通過總線與FPGA連接，中頻A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端與DSP連接，DSP通過總線與FPGA連接，F(xiàn)PGA的數(shù)字音頻輸入/輸出與音頻A/D轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的另一路輸出與音頻D/A轉(zhuǎn)換器連接，F(xiàn)PGA的時鐘輸出與中頻A/D轉(zhuǎn)換器的采樣時鐘端子連接，音頻A/D轉(zhuǎn)換器與音頻處理單元相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，控制功能齊全，顯示界面友好，提高了電臺的性能指標(biāo)、模數(shù)轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性和信號處理準(zhǔn)確度等。
文檔編號H04R3/00GK202799090SQ201220437019
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者姚元飛, 劉佳, 宋大鳳, 李巍, 唐浩, 高青, 錢延軍 申請人:成都天奧信息科技有限公司