论文摘要
甚高频空地数据链（VDL）技术目前已经成为一种成熟、实用的飞行器地空通信技术,通信通常通过ACARS系统实现。为了更好地研究地空数据链系统,实现更高效率更低成本的飞机性能实时监控,本课题在对数据链技术进行深入研究的基础上,设计了甚高频空地数据链PATS系统调制解调器样机。PATS系统作为便携式的ACARS试验站,在实际应用中,可以使用不同的监控平台软件,分别作为地面站或机载设备进行ACARS数据链路的收发工作,具有较强的灵活性和工程实用价值。本文通过对当前ACARS系统的分析和研究,详细论述了利用DS5000-32-16作为微处理器构成调制解调器的设计方案和实现方法,使用Protel软件完成电路原理图并设计出印制板图,设计研制了以最小移频键控（MSK）算法和软件A/D转换算法为核心技术的调制解调器的硬件系统。该硬件系统主要由微处理器模块、隔离、限幅、放大整形、微分、A/D转换、D/A转换、串行通信以及电台工作状态控制等电路组成,着重解决了系统在1200bit/s和2400bit/s传输频率下的调制和解调理论及其算法问题,通过Matlab对MSK信号的调制算法进行了编程仿真,并利用电路仿真软件Multisim10,对电路中的主要功能模块进行了电路信号仿真,并给出了仿真波形,进一步为系统控制软件的设计打下良好的基础。对原理样机的实际测试和原理电路的仿真分析结果表明,该原理样机硬件系统达到了预期设计目标,对于同类型传输信号的调制解调具有良好的通用性和移植性。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 项目背景及意义1.2 国内外研究现状分析1.3 课题任务及作者所完成的工作1.4 论文的内容安排第二章 ACARS 及PATS 系统组成分析2.1 ACARS 概况2.2 ACARS 技术特性及其特点2.3 PATS 组成及原理2.4 VHF 无线电台：IC-A242.5 本章小结第三章 调制解调器系统算法研究与实现3.1 引言3.2 调制解调算法研究3.2.1 调制解调的基本概念3.2.2 最小移频键控（MSK）3.2.3 MSK 调制解调算法研究与方案的确定3.3 A/D 转换算法研究及实现3.3.1 A/D 转换概述3.3.2 软件A/D 转换算法研究3.4 本章小结第四章 调制解调器系统设计与实现4.1 调制解调器硬件设计方案的确定4.2 调制解调系统功能需求分析4.2.1 硬件设计任务4.2.2 软件设计任务4.3 系统电路原理图设计4.4 PCB 图的设计与实现4.4.1 PCB 的设计思路4.4.2 印刷电路板尺寸设计4.4.3 电路板安装问题处理4.5 硬件设计中注意的问题4.5.1 电源系统设计及处理4.5.2 地线设计及其处理4.5.3 去耦电容的配置4.5.4 其他原则4.6 本章小结第五章 调制解调器系统单元模块设计与分析5.1 CPU 模块单元5.1.1 微处理器选型原则5.1.2 微处理器DS5000-32-16 简介5.2 微处理器振荡驱动电路5.3 前级限幅滤波放大电路5.3.1 限幅电路的设计与实现5.3.2 放大电路的设计与实现5.3.2.1 反相比例放大电路的特点5.3.2.2 比例放大电路的设计与实现5.4 A/D 转换模块5.5 D/A 转换电路5.6 串行通信单元5.7 电源供给单元5.7.1 稳压电源的设计与实现5.7.2 外部电源的选择5.7.3 电源保护电路模块5.8 其他辅助单元5.8.1 电气隔离变压器5.8.2 电台工作状态控制电路5.9 本章小结第六章 系统仿真及实验数据分析6.1 系统仿真意义及目的6.2 MULTISIM 10 系统仿真环境6.3 系统仿真及仿真数据分析6.3.1 电台工作模式控制电路（PTT）仿真分析6.3.2 MSK 信号前级限幅放大转换仿真分析6.3.2.1 MSK 信号源的参数设置6.3.2.2 限幅、放大电路仿真与实现6.3.3 高速比较器与 RC 电路仿真分析6.3.4 电源保护电路仿真分析6.4 仿真数据分析及相关意义6.5 本章小结第七章 全文总结与展望7.1 本文主要工作7.2 后续工作展望参考文献致谢在学期间研究成果及发表的学术论文附录
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