調(diào)幅廣播信號檢測系統(tǒng)設計方案分析

引言
　　隨著通信與廣播電視業(yè)務的發(fā)展，無線電頻譜迅速、大量的被占用，頻道擁擠和相互間干擾日趨嚴重，為了能有效地利用無線電頻譜，減少相互間的干擾，信號監(jiān)測業(yè)務隨之成為必要。調(diào)幅廣播信號監(jiān)測系統(tǒng)是用于實時監(jiān)測短波調(diào)幅廣播信號的調(diào)幅度、載波頻率的專用系統(tǒng)。
　　圖1為調(diào)幅廣播信號質(zhì)量監(jiān)測系統(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、上位機通信模塊組成。其工作方式為：輸入信號通過線性數(shù)控增益放大器后由A/D轉換器采樣，采樣后的數(shù)據(jù)由FPGA送入DSP進行數(shù)據(jù)處理，所得到的監(jiān)測結果由FPGA通過PCI接口送入上位機。同時由DSP對采樣所得信號大小進行監(jiān)測，通過FPGA對線性數(shù)控增益放大器的增益進行調(diào)整，使其輸出信號滿足系統(tǒng)測量要求。
　　
　　算法和數(shù)字處理軟件
　　調(diào)幅廣播信號的特點是載波頻率相對穩(wěn)定而調(diào)幅度實時變化，所以系統(tǒng)每監(jiān)測一百次調(diào)幅度再監(jiān)測一次載波頻率同樣可以達到監(jiān)測信號的目的。系統(tǒng)所要監(jiān)測的信號的帶寬小于10kHz，頻率范圍為1.5MHz~30MHz。若對信號進行過采樣，為保證測量精度則采樣頻率要達到240MHz，后續(xù)數(shù)據(jù)處理難度較大，所以系統(tǒng)選擇對信號進行欠采樣。采樣點數(shù)為N=4096。
　　調(diào)幅信號調(diào)幅度的計算公式如下：
　　
　　其中m為調(diào)幅度，A為包絡上、下兩正峰間的幅度，B為包絡上、下兩負峰間的幅度。
　　本系統(tǒng)中先用頻域移相法求得A/D采樣后信號的Hilbert變換，然后取絕對值即可得到AM信號的上包絡。因為單音調(diào)幅信號的上、下包絡關于零軸對稱，所以只要得到上、下包絡其中之一就能根據(jù)式（1）求得調(diào)幅度。
　　設輸入信號為f（t），則由采樣定理可知采樣前信號的頻譜F（w）和采樣后信號的頻譜FS（w）有如下關系：