短波单边带通信系统中数字化中音频的实现

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1、2O0O年第1期通信与广播电视17短波单边带通信系统中数字化中音频的实现杨义斌一≯摘要数字信号处理技术(DsP)相对于模拟信号处理在电路的精确性、灵活性、可靠性等方面有了一个质的飞跃。DSP用于短波通信系统中的调制、解调可以灵活地通过软件来实现，大大地提高了性能指标。将DsP技术应用到短波单边带通信系统中有以下几种模式：将DSP技术应用于一混频之前、将DSP技术应用于三混频之前和将DPS技术应用于=混频之前。本文馨出了数字化短波单边带通信系统中实现数字化中音频的实施方案(发信机和收信机)，并成功地对1000W短波单边带自适应通信系

2、统进行了数字化改遣，得出了如下结论：数字化信道(DsP)的应用一、数字信号处理技术及其在短波单边带通信系统中的应用对于短波单边带通信系统而言，关键问题就是信号的传输和处理。而数字信号处理(DsP)是利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号进行采集、变换、滤波、估值、增值、压缩、识别等处理，以得到符合人们需要的信号形式。它是近年来随着数字计算机技术和大规模集成电路技术的迅速发展与信息论和网络理论的相互结合而综合发展起来的一门新技术，DSP相对于模拟信号处理在电路的精确性、灵活性、可靠性等方面有了一个质的飞跃。DsP用于短波通信系统

3、中的调制、解调可以灵活地通过软件来实现，大大地提高了性能指标。对于信号的数字处理，可以用图l所示的简单过程来表示。X(t)模拟信号号处理匝卜圃图1数字信号处理的过程对于模拟短波通信系统，其工作频率在2—30MHz范围，单边带频率搬移一般多达三次。将DSP技术应用到短波单边带通信系统中去就有以下几种模式：1．将DSP技术应用于一混频之前-_—-此时数字信道DSP的工作频率也就在30MHz以*作者系本公司军用通信产业集团一部工程师作者系本公司军用通信产业集团一部高级工程师⋯作者系本公司军用通信产业集团一郭工程师l8通信与广播电视2O0

4、O年第1期上，要实现如此高速的DSP信道相当困难，代价也极其高昂，因为它需要的专用数字信号处理器的运算速度要求达到几十亿次／秒，D／A或^／D的转换速度也要达到m级。2．幸簪IDSP技术应用于三混额之前——此时数字信道DSP的工作频率为50kHz或更低，这样对手数字信号处理器及D／A或A／D的速度要求都较低，器件的成本也大大降低。但是信道中要有三个混频电路、两个中频滤渡器，模拟电路的复杂性提高了，也影响了整个通信系统的性能。3．将DSP技术应用于二混频之前——越是通常采用的一种应用模式。此时数字信道DSP的工作频率可以选择为2．5

5、Ml-Iz，它使一、二本振频率相隔较远，互相之间的串扰等的影响也较小，但数字信号处理器的运算速度要求也还是较高，D／A或A／D的转换速度快，器件的成本仍然相对较高。我们还可以选择模拟设备中常用的二中频500kHz或455kHz作为数字信道D5沪的工作频率，这样既降低了数字信号处理器和D／A或A／D的要求，减少了硬件成本开销，又降低了模拟电路的复杂性。二、短波单边带通信系统中数字化中音频的实施方案根据以上讨论，我们分别给出发信机和收信机中数字化中音频的实施方案。1．发信机中数宇化中音频的指标1)中频信号输出：500kHz；音频信号输

6、入：300—30001-Iz。、2)工作方式：ssB(分为USB，B)-MIC或LINE输入；玛B；CW；AM。3)MIC输入：辅入阻抗为1500不平衡式，输入电平7—300mV(15mV测试)；LINE输入：输入阻抗为60叽平衡式．输入电平70—3(~0mV(70n1v测试)；中频输出：输出阻抗为5on，输出电乎OdBm±0．5dB。4)音频频响：ssB(300—3000Hz)

7、制≤一60dB；三阶互调≤一60dB；7)工作方式响应时间<~5ms。8)VOGAD功能满足：当输入信号上升20dB时，输出在12ms之内回到正常电平的3dB范围内；当输入信号下降20dB时，输出在1．5s之内回到正常电平的3dB范围内。发信机的数字化中音频方案包括两路A／D、数字信号处理器、数字上变频器和高速D／A转换电路。它完成USB(上边带)、LSB(下边带)、gSB(独立边带)、CW(等幅报)和AM(调幅话)模式下音频信号的调制功能(见图2)。图2发信机的数字化中音频方案第一部分为两路A／I)，分别采样两路音频输入信号，要

8、求其A／D为l4—16位以满足对2OO0年第1期通信与广播电视19输人信号幅度变化的要求。(注：满足音频输入信号最大变化32．6dBm，必须以损失6位A／D的精度为代价，选用1416位的A／D，在最差的情况下尚有8位的数据，可满足处理精度的要求。)