多通道ADC同步采样中频接收机及同步采样方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103684514 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103684514 A (21)申请号 201310594601.5 (22)申请日 2013.11.25 H04B 1/40(2006.01) (71)申请人 成都九华圆通科技发展有限公司 地址 611730 四川省成都市郫县成都现代工 业港北片区港大路 138 号 (72)发明人 宁涛 肖聪 王润洪 吴伟冬 宁昕 黎飞宏 (74)专利代理机构 成都金英专利代理事务所 51218 代理人 袁英 (54) 发明名称 多通道 ADC 同步采样中频接收机及同步采样 方法 (57) 摘要 本发明公开了一。

2、种多通道 ADC 同步采样中频 接收机及同步采样方法， 首先多通道 ADC 模块对 信号进行采样， 并将采样转换的数字信号传递到 FPGA芯片， 再经FPGA芯片配合四通道数字下变频 器完成I/Q分量的提取， 最后将提取后的I/Q分量 传递给 DSP 芯片处理。本发明具有多通道信号采 样， 采样时钟相互独立， 并能控制内外部时钟智能 切换， 同时采用多通道 ADC 模块和四通道数字下 变频器与 FPGA 芯片的组合， 处理效率高， 成本低 廉。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 。

3、说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103684514 A CN 103684514 A 1/1 页 2 1. 多通道 ADC 同步采样中频接收机， 其特征在于 ： 它包括第一 FPGA 芯片、 第二 FPGA 芯 片、 第三 FPGA 芯片、 第一 DSP 芯片、 第二 DSP 芯片、 第一多通道 ADC 模块、 第二多通道 ADC 模 块和时钟分配模块， 第一多通道 ADC 模块的信号输出与第一 FPGA 芯片的信号输入连接， 第 一 FPGA 芯片与第一 DSP 芯片之间通过双向多通道数据传输线连接， 第二多通道 ADC 模块的 信号输出与第二 FPGA 芯片的信号输入连接，。

4、 第二 FPGA 芯片与第二 DSP 芯片之间有双向多 通道数据连接， 第一 FPGA 芯片通过总线与第二 FPGA 芯片连接， 第一 DSP 芯片通过总线与 第二 DSP 芯片连接， 第一 FPGA 芯片和第二 FPGA 芯片分别与北斗 /GPS 接口连接， 第三 FPGA 芯片通过 SPI 总线与北斗 /GPS 接口连接， 第一 FPGA 芯片通过总线与第三 FPGA 芯片连接， 第一 DSP 芯片通过总线分别与 DDR2 内存和非易失闪存连接， 第二 DSP 芯片通过总线分别与 DDR2 内存和非易失闪存连接， 第一 FPGA 芯片通过总线分别与非易失闪存和四通道数字下 变频器连接， 第。

5、二 FPGA 芯片通过总线分别与非易失闪存和四通道数字下变频器连接， 时钟 分配模块的输出分别与第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块连接 ； 多通道 ADC 模块 ： 对多个 AD 通道的信号进行采样， 并进行模数转换 ； FPGA 芯片 ： 配合四通道数字下变频完成基带转换， 并提取 I/Q 分量， 将经过脉宽匹配滤 波器的 I、 Q 分量送入 DSP 芯片 ； 时钟分配模块 ： 为第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块分别提供内时钟或外时 钟， 或进行时钟切换。 2. 根据权利要求 1 所述的多通道 ADC 同步采样中频接收机， 其特征在于 ： 所述的时钟 分配模。

6、块信号输入端分别与温补晶振的信号输出端和外时钟的信号端连接。 3. 多通道 ADC 同步采样中频接收机的同步采样方法， 其特征在于 ： 它包括有以下步 骤 ： S1 ： 第一多通道ADC模块对通道AD4、 通道AD5、 通道AD6进行信号采样， 第二多通道ADC 模块对通道AD1、 通道AD2、 通道AD3进行信号采样， 采样期间， 时钟分配模块分配给两组ADC 模块相互独立的同步时钟信号 ； S2 ： 经过第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块采样转换后的信号分别传递给第 一 FPGA 芯片和第二 FPGA 芯片 ； S3 ： 第一FPGA芯片和第二FPGA芯片配合四通道数字下变。

7、频器完成I/Q分量的提取， 经 过脉宽匹配滤波器的 I/Q 分量分别送入第一 DSP 芯片和第二 DSP 芯片进行数字信号处理。 4. 根据权利要求 3 所述的多通道 ADC 同步采样中频接收机的同步采样方法， 其特征在 于 ： 所述四通道数字下变频器四通道数字下变频的步骤如下 ： SS1 ： 采样后的中频信号， 经过 NCO 移频为零中频信号后， 传递给 CIC 滤波器 ； SS2 ： 经过CIC滤波器抽取滤波， 半带滤波器采样滤波和SRRC滤波器整形滤波处理后输 出变频处理后的基带信号。 权 利 要 求 书 CN 103684514 A 2 1/3 页 3 多通道 ADC 同步采样中频接收。

8、机及同步采样方法 技术领域 0001 本发明涉及一种数字中频处理技术， 特别是多通道 ADC 同步采用中频接收机及同 步采用方法。 背景技术 0002 现有的中频数字化接收机主要由单个的模数转换器 （ADC） 和数字下变频器组成， 其中模数转换模块主要完成模拟中频信号的采样， 并转化得到数字化的中频信号， 数字下 变频器将感兴趣的信号转换至基带， 同时做抽样率变换及滤波处理， 得到正交的 I、 Q 信号 后送后续的数字信号处理器进行基带信号处理， 在整个中频接收机里面数字下变频器是整 个中频数字化接收机的核心， 但通常情况下， 现有的中频数字化接收机仅能实现单通道的 信号采样， 工作效率低， 。

9、工作方式单一。对于现有的多通道中频接收机的实现方法， 通常是 设有多个 AD 通道， 每个 AD 通道对应一个 ADC 模块， ADC 模块采样转换后， 经数字下变频器 处理后再与 FPGA 模块连接， 这样的设计虽然能保证多通道采样处理的精确率， 但每一个 AD 通道就需要一块与之对应的数字下变频器， 不仅成本高昂， 同时还增加了板子设计的难度。 0003 专利申请号 ： 200680002094.X 公开了一种低中频接收机及其采样方法， 它包括低 中频接收机对射频信号进行采样， 以将其转换为非零频域的数字信号。 其次， 非非零频域的 数字信号进行补偿， 以滤除其中的干扰信号。 最后将已补偿。

10、的信号频移动到零频域， 通过使 用根据该发明的接收机及其采样方法， 可以容易除零频域外的如 DC 漂移和互调分量的干 扰， 而不会对有用信号造成任何影响。但该发明只能针对单一的信号处理， 效率及其低下， 但无法做到全概率接收。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种具有多通道信号采样， 采样时 钟相互独立， 并能控制内外部时钟智能切换， 同时采用多通道 ADC 模块和四通道数字下变 频器与 FPGA 芯片的组合， 处理效率高， 成本低廉的多通道 ADC 同步采样中频接收机及同步 采样方法。 0005 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 ： 多通道 ADC 同步采。

11、样中频接收机， 它包括第一 FPGA 芯片、 第二 FPGA 芯片、 第三 FPGA 芯片、 第一 DSP 芯片、 第二 DSP 芯片、 第一 多通道 ADC 模块、 第二多通道 ADC 模块和时钟分配模块， 第一多通道 ADC 模块的信号输出与 第一 FPGA 芯片的信号输入连接， 第一 FPGA 芯片与第一 DSP 芯片之间通过双向多通道数据 传输线连接， 第二多通道 ADC 模块的信号输出与第二 FPGA 芯片的信号输入连接， 第二 FPGA 芯片与第二 DSP 芯片之间有双向多通道数据连接， 第一 FPGA 芯片通过总线与第二 FPGA 芯 片连接， 第一 DSP 芯片通过总线与第二 。

12、DSP 芯片连接， 第一 FPGA 芯片和第二 FPGA 芯片分别 与北斗 /GPS 接口连接， 第三 FPGA 芯片通过 SPI 总线与北斗 /GPS 接口连接， 第一 FPGA 芯片 通过总线与第三 FPGA 芯片连接， 第一 DSP 芯片通过总线分别与 DDR2 内存和非易失闪存连 接， 第二 DSP 芯片通过总线分别与 DDR2 内存和非易失闪存连接， 第一 FPGA 芯片通过总线分 说 明 书 CN 103684514 A 3 2/3 页 4 别与非易失闪存和四通道数字下变频器连接， 第二 FPGA 芯片通过总线分别与非易失闪存 和四通道数字下变频器连接， 时钟分配模块的输出分别与第。

13、一多通道 ADC 模块和第二多通 道 ADC 模块连接 ； 多通道 ADC 模块 ： 对多个 AD 通道的信号进行采样， 并进行模数转换 ； FPGA 芯片 ： 配合四通道数字下变频完成基带转换， 并提取 I/Q 分量， 将经过脉宽匹配滤 波器的 I、 Q 分量送入 DSP 芯片 ； 时钟分配模块 ： 为第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块分别提供内时钟或外时 钟， 或进行时钟切换。 0006 所述的时钟分配模块信号输入端分别与温补晶振的信号输出端和外时钟的信号 端连接。 0007 多通道 ADC 同步采样中频接收机的同步采样方法， 它包括有以下步骤 ： S1 ： 第一多通道AD。

14、C模块对通道AD4、 通道AD5、 通道AD6进行信号采样， 第二多通道ADC 模块对通道AD1、 通道AD2、 通道AD3进行信号采样， 采样期间， 时钟分配模块分配给两组ADC 模块相互独立的同步时钟信号 ； S2 ： 经过第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块采样转换后的信号分别传递给第 一 FPGA 芯片和第二 FPGA 芯片 ； S3 ： 第一FPGA芯片和第二FPGA芯片配合四通道数字下变频器完成I/Q分量的提取， 经 过脉宽匹配滤波器的 I/Q 分量分别送入第一 DSP 芯片和第二 DSP 芯片进行数字信号处理。 0008 它还包括四通道数字下变频的实现方法， 其步骤。

15、如下 ： SS1 ： 采样后的中频信号， 经过 NCO 移频为零中频信号后， 传递给 CIC 滤波器 ； SS2 ： 经过CIC滤波器抽取滤波， 半带滤波器采样滤波和SRRC滤波器整形滤波处理后输 出变频处理后的基带信号。 0009 本发明的有益效果是 ： 具有多通道信号采样， 采样时钟相互独立， 并能控制内外部 时钟智能切换， 具有北斗和GPS双定位功能， 同时采用多通道ADC模块和四通道数字下变频 器与 FPGA 芯片的组合， 处理效率高， 成本低廉。 附图说明 0010 图 1 为本发明的结构示意图 ； 图 2 为本发明的采样步骤。 具体实施方式 0011 下面结合附图进一步详细描述本发。

16、明的技术方案， 但本发明的保护范围不局限于 以下所述。 0012 如图 1 所示， 多通道 ADC 同步采样中频接收机， 它包括第一 FPGA 芯片、 第二 FPGA 芯片、 第三 FPGA 芯片、 第一 DSP 芯片、 第二 DSP 芯片、 第一多通道 ADC 模块、 第二多通道 ADC 模块和时钟分配模块， 第一多通道 ADC 模块的信号输出与第一 FPGA 芯片的信号输入连接， 第一 FPGA 芯片与第一 DSP 芯片之间通过双向多通道数据传输线连接， 第二多通道 ADC 模块 的信号输出与第二 FPGA 芯片的信号输入连接， 第二 FPGA 芯片与第二 DSP 芯片之间有双向 多通道数。

17、据连接， 第一 FPGA 芯片通过总线与第二 FPGA 芯片连接， 第一 DSP 芯片通过总线与 说 明 书 CN 103684514 A 4 3/3 页 5 第二 DSP 芯片连接， 第一 FPGA 芯片和第二 FPGA 芯片分别与北斗 /GPS 接口连接， 第三 FPGA 芯片通过 SPI 总线与北斗 /GPS 接口连接， 第一 FPGA 芯片通过总线与第三 FPGA 芯片连接， 第一 DSP 芯片通过总线分别与 DDR2 内存和非易失闪存连接， 第二 DSP 芯片通过总线分别与 DDR2 内存和非易失闪存连接， 第一 FPGA 芯片通过总线分别与非易失闪存和四通道数字下 变频器连接， 第。

18、二 FPGA 芯片通过总线分别与非易失闪存和四通道数字下变频器连接， 时钟 分配模块的输出分别与第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块连接 ； 多通道 ADC 模块 ： 对多个 AD 通道的信号进行采样， 并进行模数转换 ； FPGA 芯片 ： 配合四通道数字下变频完成基带转换， 并提取 I/Q 分量， 将经过脉宽匹配滤 波器的 I、 Q 分量送入 DSP 芯片 ； 时钟分配模块 ： 为第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块分别提供内时钟或外时 钟， 或进行时钟切换。 0013 所述的时钟分配模块信号输入端分别与温补晶振的信号输出端和外时钟的信号 端连接。 0014 多。

19、通道 ADC 同步采样中频接收机的同步采样方法， 如图 2 所示， 它包括有以下步 骤 ： S1 ： 第一多通道ADC模块对通道AD4、 通道AD5、 通道AD6进行信号采样， 第二多通道ADC 模块对通道AD1、 通道AD2、 通道AD3进行信号采样， 采样期间， 时钟分配模块分配给两组ADC 模块相互独立的同步时钟信号 ； S2 ： 经过第一多通道 ADC 模块和第二多通道 ADC 模块采样转换后的信号分别传递给第 一 FPGA 芯片和第二 FPGA 芯片 ； S3 ： 第一FPGA芯片和第二FPGA芯片配合四通道数字下变频器完成I/Q分量的提取， 经 过脉宽匹配滤波器的 I/Q 分量分别送入第一 DSP 芯片和第二 DSP 芯片进行数字信号处理。 0015 它还包括四通道数字下变频的实现方法， 其步骤如下 ： SS1 ： 采样后的中频信号， 经过 NCO 移频为零中频信号后， 传递给 CIC 滤波器 ； SS2 ： 经过CIC滤波器抽取滤波， 半带滤波器采样滤波和SRRC滤波器整形滤波处理后输 出变频处理后的基带信号。 说 明 书 CN 103684514 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103684514 A 6 。