基于NI PXI技術(shù)的無(wú)線(xiàn)電接收機技術(shù)

概述

無(wú)線(xiàn)射頻接收機是一個(gè)監測系統，它負責從天線(xiàn)上接收射頻能量，然后把信號頻率降到數字化儀可接收的范圍內進(jìn)行采集，隨后就可以對信號進(jìn)行諸如掃頻、頻譜分析、功率計算、調制和解調參數分析的操作。一個(gè)無(wú)線(xiàn)監測接收系統的主要指標應該包括：動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度、本底噪聲、解調模式等。此文將詳細介紹基于NI PXI技術(shù)的無(wú)線(xiàn)電接收機技術(shù)指標。

NI射頻架構綜述

NI的射頻架構基于虛擬儀器技術(shù)的概念，它包括：高性能的模塊化硬件(射頻信號分析儀PXI-5660、射頻信號發(fā)生器PXI-5670)以及高靈活性的軟件架構(LabVIEW、頻譜分析工具包、信號調制解調工具包)(見(jiàn)圖1)。由于PXI平臺是基于PC技術(shù)的，用戶(hù)完全可以利用PC技術(shù)的高速發(fā)展，例如高速的CPU、大容量的內存、高分辨率的顯示器等等。除此之外，PXI平臺還增加了專(zhuān)為測試測量應用定制的定時(shí)和觸發(fā)總線(xiàn)，并具備堅固性、低功耗、電磁兼容性等特性。PC技術(shù)允許用戶(hù)使用通用的操作系統和靈活的軟件架構。用戶(hù)可以使用LabVIEW圖形化編程環(huán)境和調制解調工具包等附加工具包來(lái)開(kāi)發(fā)不同的應用程序。

圖1 NI的射頻架構

為了滿(mǎn)足日益變化的測試需求，這個(gè)架構是最適合的。

PXI-5660的架構

PXI-5660 是一個(gè)基于PXI技術(shù)標準的射頻信號分析儀。它具有模塊化儀器的架構，其中包括一個(gè)寬帶射頻的下變頻器、一個(gè)高純度的中頻數字化儀和進(jìn)行頻譜測量和調制解調的軟件工具包。

采集一個(gè)射頻信號包括兩個(gè)步驟：下變頻和數字化。

下變頻模塊PXI-5600擁有20 MHz的實(shí)時(shí)帶寬，可以把信號頻率下變頻到以15 MHz為中心頻率，范圍在5~25 MHz之間。

數字化儀模塊PXI-5620擁有一個(gè)高速的ADC和板上的硬件處理能力。它由一個(gè)14位的64 MS/s的 ADC和一個(gè)數字下變頻集成電路組成。這個(gè)數字下變頻芯片可以進(jìn)行實(shí)時(shí)批處理，并將任何20 MHz帶寬的信號降頻到基帶信號，這對于捕捉無(wú)線(xiàn)通訊的信號來(lái)說(shuō)是非常理想的。同時(shí)，下變頻集成電路也可以從頻譜中產(chǎn)生復雜的I/Q數據。數字化儀模塊包括了專(zhuān)為數據傳輸設計的具有NI專(zhuān)利的高速MiniMITE 集成電路。MiniMITE通過(guò)DMA方式將數據直接傳輸到主機的內存上，從而釋放主機CPU以進(jìn)行數據的分析、顯示和通訊任務(wù)(見(jiàn)圖2)。

圖2 PXI-5660硬件架構

下變頻模塊首先對任何一個(gè)3 GHz范圍內的信號進(jìn)行用戶(hù)可選擇的衰減，然后進(jìn)入升頻階段。得到的信號再經(jīng)過(guò)一個(gè)諧振濾波器，這是為了在信號進(jìn)入多級的降頻模塊前濾去鏡像抑制。經(jīng)過(guò)降頻的信號以5 MHz_25 MHz的中頻信號輸出。下變換器使用一個(gè)高穩定度、高精度的恒溫晶體振蕩器來(lái)驅動(dòng)其它的系統時(shí)鐘并提供