3-3 主单元
直接采样架构:ADC/DAC、FPGA 数字中频、DSP 处理、音频通道、时钟与电源。
IC-7300 采用直接变频(Direct Conversion)系统:接收信号由 A/D 转换器直接变成数字信号,再由 FPGA 转换为 36 kHz 中频信号,最后交 DSP 处理。
发射信号由 DSP 处理后转换为发射中频信号;该中频信号由 FPGA 转换为射频信号,再转换为模拟发射信号。由于中频信号在 FPGA 内直接以数字方式处理,因此不需要任何模拟超外差(heterodyne)电路,例如中频电路。
原文如此:首段称 Direct Conversion(直接变频),下文又称 Direct Sampling(直接采样),两者指的都是本节这种「A/D 直接采样 + FPGA 数字处理」的架构。
接收信号处理
外部衰减器与 A/D 转换
来自射频单元的接收信号经 TX/RX 切换二极管(D1231)后,送到外部衰减器(PIN 二极管 D1251)。该衰减器由 D/A 转换器(IC971)输出的 AGC 电压控制,用于调整接收信号电平,使信号幅度落在 A/D 转换器的输入动态范围内。
在传统收发信机中,接收信号电平(增益)由 DSP 在外部 AGC 电路之前控制。但在直接采样(Direct Sampling)系统中此法行不通,因为 RF 增益控制无法阻止 A/D 转换器过输入。现在改为增设外部 AGC 电路,而不再使用 DSP 内部的 AGC 电路。
经过电平调整的接收信号送入 A/D 转换器,转换为数字信号;转换后的数字信号送入 FPGA(IC1351),在 FPGA 内把接收信号转换为 36 kHz 的 IF 信号。
FPGA
FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)是可以用数字方式配置芯片内部「虚拟电路」的器件。决定其工作方式的程序写在外部 EEPROM 中,在收发信机开机时加载;因此即使器件已装到 PCB 上,仍可通过重新编程重构电路。
FPGA(IC1351)利用数学运算,通过控制数字位完成下变频与滤波。
来自射频单元的接收信号已由 A/D 转换器转换为数字数据流。转换后的数据以比特流的形式、连同采样信号的频谱一起送入 FPGA,通过对数字位的运算进行处理。FPGA 用数学方法处理信号,以数字方式实现振荡与混频(镜像抑制混频器,Image rejection mixer),效果等同于在硬件下变频电路中处理信号。处理后的信号送入 DSP(IC901)。
解调器与 D/A 转换器
36 kHz 的 IF 信号由 DSP(IC901)数字解调并处理,其设计完全以 IC-7100 为基础。内部 AGC 控制、解调、降噪(NB、NR 与 Notch 陷波滤波器)和静噪(squelch)功能也与 IC-7100 相同。
DSP(IC901)解调处理后的信号送入 D/A 转换器(IC991),转换为模拟 AF 信号,该 AF 信号再送入 AF 电路。
AF 电路
AF 信号先由 AF 放大器(IC992)放大,再由 D 类 AF 功率放大器(IC721)放大,最大可输出 2.5 W(8 Ω、1 kHz、10% 失真)。放大后的信号经低通滤波器(L731、L732、C731~C735)衰减不需要的频率成分,再经扬声器开关(SW,Q746)送到扬声器。
当外部扬声器接到 [EXT-SP] 插孔时,内部扬声器(SP1)的音频输出断开。
FPGA 方框图(接收电路)
框图标注(保留英文):A/D、D/A、ATT、BPF、LPF、AAF、DET、AGC DET、IF AMP、LO (DDS)、90° Phase shift(90° 移相)、Image Rejection Mixer(镜像抑制混频器)、Mixer(混频器)、36 kHz、FPGA (IC1351)、DSP (IC901)、SP。
发射信号处理
MIC 放大器与 A/D 转换器
前面板 [MIC] 连接器的音频信号经 MIC 放大器(IC1002)放大后,送入 A/D 转换器(IC1001)转换为数字信号。[ACC] 插座的音频信号经静音开关(mute SW,IC1003)和低通滤波器(IC1002)也送入 A/D 转换器(IC1001),同样转换为数字信号。转换后的数字信号送入 DSP(IC901)作音频处理。
调制与 D/A 转换器
信号在 DSP(IC901)中进行数字调制,产生 36 kHz 的发射 IF 信号,然后送入 FPGA(IC1351)。
话筒的音频信号已由 A/D 转换器转换为数字数据流;转换后的数据送入 DSP(IC901)作数字处理,得到已调制的 36 kHz 发射 IF 信号。
FPGA
发射 IF 信号送入 FPGA(IC1351)。FPGA 用数学方法处理信号,以数字方式实现振荡(TX LO)与混频(镜像抑制混频器),效果等同于在硬件上变频电路中处理信号。处理后的信号送入 D/A 转换器,转换为模拟 RF 发射信号。
RF 信号处理
在 FPGA(IC1351)中处理并上变频后的发射信号送入 D/A 转换器(IC1331),转换为模拟发射信号。该信号经低通滤波器(L1281、L1282、C1281、C1283、C1285)衰减发射信号中不需要的频率成分后,送入射频单元。
FPGA 方框图(发射电路)
框图标注(保留英文):A/D、D/A、ATT、LPF、BPF、MIC AMP、MOD、AMOD、MUTE、BUFF、LO (DDS)、90° Phase shift(90° 移相)、Image Rejection Mixer(镜像抑制混频器)、Mixer(混频器)、36 kHz、Transmit IF(发射 IF)、Transmit RF signal(发射 RF 信号)、TX LO、FPGA (IC1351)、DSP (IC901)、IF-DSP (IC901)、SP。
主单元的接口与位号
框图把主单元对外连接画成两处:J1302(13 脚)与 J1(8 脚),并在周围标出 DISPLAY UNIT、MIC UNIT、PHONE UNIT、AF OUT、GND、MIC U/D、MIC、+8V、SQL、PTT 等。具体连接关系以第 6 节原理图为准。
时钟相关标注:XTAL、41.344 MHz(41.344 MHz)、DACLK、X1201、Q1201、Q1202、IC1211、LVDS DRIVE(IC1212)。
原文如此,待核:框图中的时钟频率在第 13 页标为 124.033 MHz、在第 15 页标为 124.032 MHz,两处原文不一致。
J1302 引脚标注(框图)
| 引脚 | 标注 | 引脚 | 标注 |
|---|---|---|---|
| 1 | 8V |
8 | 14V |
| 2 | GND |
9 | KEY |
| 3 | HSEND |
10 | FSKK |
| 4 | START |
11 | MOD |
| 5 | BAND |
12 | AF |
| 6 | ALC |
13 | SQLS |
| 7 | NC |
引脚定义与 [ACC] 插座对应。
对应原手册页码:3-4~3-6(英文版 p13-15)