FM_AM测试方案

  系统规格：

  系统提供1块PXI中频采集模块，具备FM/AM解调功能以及频谱分析功能。

  a.每块卡有4个高性能ADC通道（AnalogAD6645ASQ-105MHz）。

  b.面向信号处理应用场合的FPGA(XilinxVertex-4SX35)和高性能的定点DSP（TITMS320C6416-A6E3）、故可适合于大多数软件无线电行业的应用。

  c.每块板上标准配置32+64MB内存，支持FIFO模式，将数据传入计算机中。
 
  d.内建DDC下变频模块，直接将中频信号变为基带信号带宽，便于实时传输进入计算机。

  e.软件包支持AM，FM的同步解调。

  f.通过DSP进行实时频谱分析，输出结果数据。

  g结构为标准PXI3U单槽尺寸。
 

  该模块的原理如下所述：
 

  工作原理：

  ADC根据所设置的时钟采样率进行多4或单通道通道同步中频信号采集（eg.Fs=100MHz），采样后的数据经后级独立4通道的DDC混频抽取滤波后，得到需要带宽（eg.BW=25KHz）的基带信号。基带信号通过DMA的方式，通过板载FIFO（32MB），实时传输到计算机中，与系统相配合的软件包可实现4通道AM，FM的同时解调，DSP可用于完成FFT的计算、相位的计算、调制模式的自动识别等功能。

  技术特性

  General
  输入通道：1ch、2ch、4ch
  分辨率：14bits
  采样率：10～100MS/s
  板载存储器：64MByte+32MByte
  Input
  正常信号电平：0dBm(±0.316Vpp)
  满量程范围：+10dBm(±1Vp)
  大不损坏输入幅度：+14dBm
  大直流输入：±2V
  输入阻抗：50Ωnominal
  输入端驻波：<1.5:1nominal
  耦合方式：AC，变压器耦合
  模拟输入频率范围：2MHzto200MHz
  信号输入中心频率：10.7/21.4/70MHz
  信噪比SNR：>70dB
  无杂散动态范围SFDR：>82dB
  Frequency
  内时钟频率Fs：100MHz
  精度：<±10ppm
  相噪：@1kHz<-128dBc/Hz
  ResidualFM:<2Hzpk–pk(10ms)
  可选用VCXO、TCXO或OSC
  DigitalDownconversion
  FPGA硬件实时处理
  抽取率n：4to16384（4的整数倍间隔）
  NCO分辨率：0.03Hz
  NCOSFDR：<-102dBc/Hz
  带内波动：≤±0.5dB
  矩形系数:≤1.25
  数字滤波器带宽：BW=Fs/n/1.25
  emodulation
  可选AM、FM、PM、USB、LSB、CW、SSB、PLUSE
  riggering
  触发模式外触发,软件触发
  PXI背板总线同步触发
  Slope：Rising,falling
  外触发电平：TTL
  外触发连接器方式：SMA
  大触发电平：+5.2V
  xternalFrequencyReferenceInput
  连接器：SMA
  输入阻抗：50Ω
  输入幅度：0dBmto+10dBm
  大不损坏输入幅度：+15dBm
  大直流输入：±3VDC
  频率输入范围：10～105MHz
  peratingSystem
  软件包Windows2000/XP（标准）、VxWorks(可选)
  ataOutput
  IQ数据、FFT频域数据、解调数据
  orkMode
  实时信号连续采集
  带通信号采集
  owerRequirements
  2通道100MHz同步采样功耗:<8.5W
  4通道100MHz同步采样功耗:<12.5W

  软件测试功能

  频谱分析功能：
  a.显示频谱图形，峰值频率和峰值功率.
  设置参数如：中心频率，SPAN，FFT平均次数，FFT窗类型。

  b.调制分析功能
  显示调制波形，设置参数如：解调类型，调制频率。

  c.功率计:
  显示峰值功率，均方功率。
  设置参数如：参考电平。

  d.音频分析:
  显示音频信号频率，电平，失真度，信纳比。
  设置参数如：参考电平。

  系统实现原理：
  整个系统实现原理如下所示
 

  系统软件主要完成4部分工作：

  1．FM信号的数字解调部分；
  2．AM信号的数字解调部分；
  3．FFT分析，通过计算FFT结果，得到基带信号的性能；
  4．控制RF部分的本振，搜索信号。

  FM实现的原理如下图所示：
 

  采用性能较好和全数字锁相环路进行解调，其滤波器均为数字滤波器，带宽可以根据响应频率可调。锁相环输出即为解调后的基带信号。

  AM的实现比FM更为简单些,其实现原理如下：

 

  关于FFT模块：

  主要将输入数据分成一帧一帧的组合，每帧的点数可以选择，如1024,2048等。点数越多，生成的曲线越平滑；但频率分辨率取决于采样率：我们如果采用4倍中频采样，如果基带信号带宽为20kHz左右，采样率为80MSPS，那么频率分辨率为40M/20K=2000,将pi区间分为2000份，产生pi/2000的精度。

  我们通过分析频谱，找到大的峰，作为基波，第二小的作为二次谐波，以此类推，我们将找到三次、四次、五次谐波等等。从而能分析信号的失真度：基波的能量和谐波能量和的比值。基波的功率。将基波和能量和谐波的能量从频谱中减去，将剩下的谱能量就和，在同基波的能量向比较，就能得到系统的信噪比。

  关于频率扫描控制：我们首先在FFT输出的值后面设定一个门限值，但能量小于这个门限值是，我们认为接受到的没有信号，只是噪声，这是我们进行本振的设置，进行频率扫描，直到接受到信号（能量高于门限值），将该频段的信号进行测试分析输出结果；在进行下一次频率移动，直到搜索完整个RF频率范围。