本实用新型涉及一种电子测量仪器，特别涉及一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元。
背景技术：
在飞机、船舶上，由于空间有限，并不能使用常规的通信信号测试和检修设备，而通常采用便携式设备，以减小检测设备的尺寸，以适于实用。然而，在达到相同的技术指标的前提下，设备尺寸减小，就意味着对信号处理和采集的部件的各项指标要进去调整，对于实现的电路，需要针对便携式应用进行改进。
便携式通信与导航测试仪，要用于飞机、船舶等的通信和检修，能测量vhf/uhf发射机频率、输出功率、调制度(am和fm)以及接收机灵敏度，测量hf发射机频率、输出功率、调制度(am和ssb)以及接收机灵敏度生成arinc596选择呼叫信号，测量hf/vhf/uhf天线和/或馈线的驻波比(swr)，同时可以设置ddm来模拟航向道和下滑道信号，扫描定位，用于耦合的自动导测试(同时模拟航向道、下滑道和指点信标信号)。可以模拟不同方位的vor信标，模拟指点信标、外指点和中指点信号，测量121.5/243mhz紧急信标发射机的频率、输出功率、调制度(am)。音频输出，用于监视扫描音频信号，测量406mhzcospas/sarsat紧急信标发射机的频率、输出功率。能解码并显示所有位置和用户协议。
其中，如何对射频前端单元输入的信号进行信号处理，是便携式通信与导航测试仪设计的难点。
技术实现要素：
本实用新型针对便携式通信与导航测试仪中对于信号处理的需求，提出了一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，包括核心板，中频采样模块，信号控制fpga，数字下变频fpga，音频信号产生模块，信号电压测量模块，电源变换模块；
所述核心板通过upp线、spi线和emif线接收和发送所述信号控制fpga的各种命令；所述核心板通过lan线连接网络接口；所述核心板通过io线连接数字下变频fpga；所述核心板通过rs232线连接开关控制及串口模块，实现系统和外部设备的通讯转换控制；
所述信号控制fpga，通过spi控制所述音频信号产生模块产生频率信号；
所述音频产生模块通过spi线接收到所述信号控制fpga的命令，并根据所述信号控制fpga的命令合成指定频率的音频输出；
所述中频采样模块对接收到的外部音频信号进行采样并传输到数字下变频fpga；
所述数字下变频fpga对采样的信号进行数字化；所述数字下变频fpga与信号电压测量模块连接；
外部输入的dc电压进入所述电源变换模块，所述电源变换模块产生工作电压并给各模块供电。
优选的，所述核心板包括som-tl138核心板部分，通过板载io口、upp数据总线、emif数据总线、spi串口、lan口、rs232口通信控制，以及接收和发送各种命令后，对仪器各个功能模块进行控制，控制整机的各种工作状态，同时将从模块中测量的数据经计算处理后，发送到上微机显示。
优选的，音频信号产生模块包括波形发生器。通过核心板spi接口编程控制波形发生器合成相应频率的输出信号。
优选的，所述信号控制fpga采用芯片xc6slx9，所述芯片xc6slx9的vccaux端口连接有第一低功耗开关电源芯片，vccint端口连接有第二低功耗开关电源芯片，还连接有存储芯片。通过spi控制音频源产生不同状态下频率信号；所述信号控制fpga产生不同的参考频率时钟信号提供给音频源；所述信号控制fpga进行频率信号计数；所述信号控制fpga产生各种状态下的控制信号。
优选的，数字下变频fpga采用芯片xc6slx150，所述芯片xc6slx150的vccint端口连接有pfm/pwm同步降压型转换器，vccaux端口连接有第三低功耗开关电源芯片。实现中频信号的分析处理，与核心板系统一同完成接收信号的分析计算，完成各通信、检测模式下的信号解析，下变频将完成的解调工作有am、fm、ssb以及码元传输速率480bps的双相l突发调制信号解调和解码。
优选的，中频采样模块，由核心芯片ltc2245和fpga及外围器件组成，模拟中频信号通过高速模数变换器ltc2245采样实现数字化，经fpga对数字化后的中频信号进行下变频获得基带信号。之后对该信号进行抽取、滤波，获得不同带宽下信号的i、q分量；同时对该信号进行幅度解调和鉴频，得到调幅或调频解调信号，然后将这些信号送至功能处理单元进行分析处理。
优选的，信号电压测量模块，外部信号电压经ltc1867完成采样后，进入核心处理单元进行分析处理，并输出相应的测量参数。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型采用核心板som-tl138，通信速度可高达228mbyte/s，主频456mhz高达3648mips和2746mflops的运算能力，兼容xilinxspartan-6xc6slx9/16/25/45,平台升级能力强，支持裸机、sys/bios操作系统、linux操作系统，通过板载io口、upp数据总线、emif数据总线、spi串口、lan口、rs232口通信控制，以及接收和发送各种命令后，对仪器各个功能模块进行控制，控制整机的各种工作状态，同时将从模块中测量的数据经计算处理后，发送到上微机显示，实现了多种测量功能的集合,能够测量多种信号，可以使得包含本电路的便携式通信与导航测试仪用于飞机、船舶等的通信和检修。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是核心板som-tl138的电路连接示意图。
图3是核心板的i/o接口的电路连接示意图。
图4是核心板的rs232接口的电路连接示意图。
图5是核心板的dac的电路连接示意图。
图6是信号控制fpga的电路连接示意图。
图7是中频采样模块的电路连接示意图。
图8是数字下变频fpga、开关电源芯片的电路连接示意图。
图9是数字下变频fpga的电路连接示意图。
图10是便携式通信与导航测试仪的电路连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
图10为便携式通信与导航测试仪的整体设计原理框图，其中，如何对射频前端单元输入的信号进行信号处理，是便携式通信与导航测试仪设计的难点。
如图1所示，一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，包括核心板，中频采样模块，信号控制fpga，数字下变频fpga，音频信号产生模块，信号电压测量模块，电源变换模块；
所述核心板通过upp线、spi线和emif线接收和发送所述信号控制fpga的各种命令；所述核心板通过lan线连接网络接口；所述核心板通过io线连接数字下变频fpga；所述核心板通过rs232线连接开关控制及串口模块，实现系统和外部设备的通讯转换控制；
所述音频产生模块通过spi线接收到所述信号控制fpga的命令，并根据所述信号控制fpga的命令合成指定频率的音频输出；
所述数字下变频fpga对采样的信号进行数字化；所述数字下变频fpga与信号电压测量模块连接；
外部输入的dc电压进入处理板，电源变换部分产生模块所需要的 5.0v、 3.3v、 2.5v、 1.2v、-5.0v等工作电压。外部输入的dc电压除处理板本身使用外，还对射频单元进行中转输出。
如图2、图3、图4、图5，所述核心板包括som-tl138核心板部分，通过板载io口、upp数据总线、emif数据总线、spi串口、lan口、rs232口通信控制，以及接收和发送各种命令后，对仪器各个功能模块进行控制，控制整机的各种工作状态，同时将从模块中测量的数据经计算处理后，发送到上微机显示。
音频信号产生模块包括ad9833，通过核心板spi接口编程控制ad9833合成相应频率的输出信号。
如图6，所述信号控制fpga采用芯片xc6slx9，通过spi控制音频信号产生模块产生不同状态下频率信号；所述信号控制fpga产生不同的参考频率时钟信号提供给音频源；所述信号控制fpga进行频率信号计数；所述信号控制fpga产生各种状态下的控制信号。
如图8、9，数字下变频fpga采用芯片xc6slx150，实现中频信号的分析处理，与核心板系统一同完成接收信号的分析计算，完成各通信、检测模式下的信号解析。下变频将完成的解调工作有am、fm、ssb以及码元传输速率480bps的双相l突发调制信号解调和解码。
如图7，中频采样模块，由核心芯片ltc2245和fpga及外围器件组成，模拟中频信号通过高速模数变换器ltc2245采样实现数字化，经fpga对数字化后的中频信号进行下变频获得基带信号，之后对该信号进行抽取、滤波，获得不同带宽下信号的i、q分量；同时对该信号进行幅度解调和鉴频，得到调幅或调频解调信号，然后将这些信号送至功能处理单元进行分析处理。
信号电压测量模块，外部信号电压经ltc1867完成采样后，进入核心处理单元进行分析处理，并输出相应的测量参数。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，其特征在于，包括核心板，中频采样模块，信号控制fpga，数字下变频fpga，音频信号产生模块，信号电压测量模块，电源变换模块；
所述核心板通过upp线、spi线和emif线接收和发送所述信号控制fpga的命令；所述核心板通过lan线连接网络接口；所述核心板通过io线连接数字下变频fpga；所述核心板通过rs232线连接开关控制及串口模块，实现系统和外部设备的通讯转换控制；
所述信号控制fpga，通过spi控制所述音频信号产生模块产生频率信号；
所述音频产生模块通过spi线接收到所述信号控制fpga的命令，并根据所述信号控制fpga的命令合成指定频率的音频输出；
所述中频采样模块对接收到的外部音频信号进行采样并传输到数字下变频fpga；
所述数字下变频fpga对采样的信号进行数字化；所述数字下变频fpga与信号电压测量模块连接；
外部输入的dc电压进入所述电源变换模块，所述电源变换模块产生工作电压并给各模块供电。
2.如权利要求1所述的一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，其特征在于，所述核心板采用芯片som-tl138。
3.如权利要求1所述的一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，其特征在于，音频信号产生模块包括波形发生器ad9833。
4.如权利要求1所述的一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，其特征在于，所述信号控制fpga采用芯片xc6slx9，所述芯片xc6slx9的vccaux端口连接有第一低功耗开关电源芯片，vccint端口连接有第二低功耗开关电源芯片，还连接有存储芯片。
5.如权利要求1所述的一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，其特征在于，所述数字下变频fpga采用芯片xc6slx150，所述芯片xc6slx150的vccint端口连接有pfm/pwm同步降压型转换器，vccaux端口连接有第三低功耗开关电源芯片。
6.如权利要求1所述的一种便携式通信与导航测试仪的信号处理单元，其特征在于，所述中频采样模块包括高速模数变换器ltc2245和fpga，模拟中频信号通过所述高速模数变换器ltc2245采样实现数字化，经所述fpga对数字化后的中频信号进行下变频获得基带信号。
技术总结