調(diào)幅廣播信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

引言
　　隨著通信與廣播電視業(yè)務(wù)的發(fā)展，無(wú)線電頻譜迅速、大量的被占用，頻道擁擠和相互間干擾日趨嚴(yán)重，為了能有效地利用無(wú)線電頻譜，減少相互間的干擾，信號(hào)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)隨之成為必要。調(diào)幅廣播信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)短波調(diào)幅廣播信號(hào)的調(diào)幅度、載波頻率的專(zhuān)用系統(tǒng)。
　　圖1為調(diào)幅廣播信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。本系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、總線控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、上位機(jī)通信模塊組成。其工作方式為：輸入信號(hào)通過(guò)線性數(shù)控增益放大器后由A/D轉(zhuǎn)換器采樣，采樣后的數(shù)據(jù)由FPGA送入DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果由FPGA通過(guò)PCI接口送入上位機(jī)。同時(shí)由DSP對(duì)采樣所得信號(hào)大小進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)FPGA對(duì)線性數(shù)控增益放大器的增益進(jìn)行調(diào)整，使其輸出信號(hào)滿(mǎn)足系統(tǒng)測(cè)量要求。
　　
　　算法和數(shù)字處理軟件
　　調(diào)幅廣播信號(hào)的特點(diǎn)是載波頻率相對(duì)穩(wěn)定而調(diào)幅度實(shí)時(shí)變化，所以系統(tǒng)每監(jiān)測(cè)一百次調(diào)幅度再監(jiān)測(cè)一次載波頻率同樣可以達(dá)到監(jiān)測(cè)信號(hào)的目的。系統(tǒng)所要監(jiān)測(cè)的信號(hào)的帶寬小于10kHz，頻率范圍為1.5MHz~30MHz。若對(duì)信號(hào)進(jìn)行過(guò)采樣，為保證測(cè)量精度則采樣頻率要達(dá)到240MHz，后續(xù)數(shù)據(jù)處理難度較大，所以系統(tǒng)選擇對(duì)信號(hào)進(jìn)行欠采樣。采樣點(diǎn)數(shù)為N=4096。
　　調(diào)幅信號(hào)調(diào)幅度的計(jì)算公式如下：
　　
　　其中m為調(diào)幅度，A為包絡(luò)上、下兩正峰間的幅度，B為包絡(luò)上、下兩負(fù)峰間的幅度。
　　本系統(tǒng)中先用頻域移相法求得A/D采樣后信號(hào)的Hilbert變換，然后取絕對(duì)值即可得到AM信號(hào)的上包絡(luò)。因?yàn)閱我粽{(diào)幅信號(hào)的上、下包絡(luò)關(guān)于零軸對(duì)稱(chēng)，所以只要得到上、下包絡(luò)其中之一就能根據(jù)式（1）求得調(diào)幅度。
　　設(shè)輸入信號(hào)為f（t），則由采樣定理可知采樣前信號(hào)的頻譜F（w）和采樣后信號(hào)的頻譜FS（w）有如下關(guān)系：