用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻模塊的制作方法
【專利摘要】一種用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻器，其特征是：由依次連接的數(shù)字下變頻器、數(shù)字檢波器和異常報警器組成，各部分全部是在Xilinx公司的XC5VSX95T‐1FF1136型號FPGA中完成，數(shù)字下變頻器輸入ADC采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)采樣后數(shù)字信號的中心頻率在中頻頻段，輸入數(shù)字下變頻器后先經(jīng)數(shù)字本振（NCO）把信號頻譜搬移到基帶，再經(jīng)降采樣濾波電路降低數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率；經(jīng)數(shù)字下變頻器處理得到的兩路基帶信號I(n)、Q(n)輸入數(shù)字檢波器；數(shù)字檢波器由依次連接的包絡(luò)檢波電路、視頻濾波電路和視頻檢波電路組成，數(shù)字檢波器處理后得到的檢波信號一方面輸入異常報警器，對異常的衛(wèi)星電視信號進(jìn)行監(jiān)測報警，另一方面經(jīng)接口輸入上層主機(jī)進(jìn)行顯示。
【專利說明】用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠完成全波段信號監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)異常報警的用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻模塊。
技術(shù)背景
[0002]近年來，衛(wèi)星廣播電視技術(shù)以其“無所不在”和“直接面向用戶”的特點在衛(wèi)星電視業(yè)務(wù)、移動衛(wèi)星業(yè)務(wù)、因特網(wǎng)接入、專用網(wǎng)絡(luò)、軍事通信等領(lǐng)域得到了快速發(fā)展，通信衛(wèi)星在種類、數(shù)量、頻段和通信容量上保持增長。衛(wèi)星廣播電視信號在衛(wèi)星通信鏈路中傳輸，容易受到氣象和天文地理等變化的影響，同時也有可能受到其他通訊設(shè)備信號或人為蓄意的干擾，例如敵對勢力為干擾我國衛(wèi)星電視播出，非法占用廣播電視信號頻段的插播行為。另一方面，監(jiān)測中心作為播出部門的第一線崗位，值班人員需一直緊繃安全這根弦，扎實認(rèn)真地履行自己的職責(zé)，消除麻痹松懈，實現(xiàn)了安全播出“既經(jīng)濟(jì)又安全、高質(zhì)量、不間斷”最高的要求，這就必須24小時密切注視衛(wèi)星電視接收信號的同時還要兼顧多臺播出設(shè)備工作狀態(tài)，值班強(qiáng)度很大。衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)的不斷發(fā)展，在播出頻道、頻率和播出時間上不斷增加，對廣播電視播出的工作量和工作難度都提出了更高要求，完善衛(wèi)星廣播電視信號監(jiān)測系統(tǒng)成為迫切的需求。
[0003]衛(wèi)星廣播電視信號監(jiān)測實際上是個相對寬泛的概念，其內(nèi)容只有定性的描述，無確切定量的界定，監(jiān)測設(shè)備更多地依據(jù)客戶需求定制，因此，在行業(yè)內(nèi)系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，往往是廣播電視播出機(jī)構(gòu)、廣告商、節(jié)目提供商等根據(jù)自身需求對若干感興趣的異常信號進(jìn)行組合監(jiān)測，因而系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)差異性很大。在這種背景下，監(jiān)測并沒有形成一個系統(tǒng)的技術(shù)、產(chǎn)品門類。
[0004]為完成對衛(wèi)星廣播電視信號的監(jiān)測，監(jiān)測設(shè)備首先需要對全波段射頻信號進(jìn)行頻譜分析。傳統(tǒng)的掃頻頻譜分析電路采用超外差結(jié)構(gòu)，雖有很高的測量動態(tài)范圍，卻只能測量信號在掃描頻率范圍內(nèi)的幅度譜，缺乏對信號的相位信息的測量能力。同時，傳統(tǒng)的掃頻頻譜分析方法是通過本振信號的掃描來實現(xiàn)，是一種非實時性的方法，被測量的信號只能是周期穩(wěn)定的信號，對強(qiáng)突發(fā)性和高瞬變的信號缺乏測量能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻模塊，滿足不同客戶對不同異常信號進(jìn)行監(jiān)測的需求；另一方面，監(jiān)測系統(tǒng)對信號進(jìn)行全波段頻譜分析時，不僅能夠提供寬頻信號的幅度譜，而且對被測信號的相位信息能做出測量。
[0006]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻器，其特征是:由依次連接的數(shù)字下變頻器、數(shù)字檢波器和異常報警器組成，各部分全部是在Xilinx公司的XC5VSX95T - 1FF1136型號FPGA中完成，數(shù)字下變頻器輸入ADC采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)采樣后數(shù)字信號的中心頻率在中頻頻段，輸入數(shù)字下變頻器后先經(jīng)數(shù)字本振(NCO)把信號頻譜搬移到基帶，再經(jīng)降采樣濾波電路降低數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率；經(jīng)數(shù)字下變頻器處理得到的兩路基帶信號I(n)、Q(n)輸入數(shù)字檢波器；數(shù)字檢波器由依次連接的包絡(luò)檢波電路、視頻濾波電路和視頻檢波電路組成，數(shù)字檢波器處理后得到的檢波信號一方面輸入異常報警器，對異常的衛(wèi)星電視信號進(jìn)行監(jiān)測報警，另一方面經(jīng)接口輸入上層主機(jī)進(jìn)行顯示；
[0008]所述的數(shù)字檢波器用于完成傳統(tǒng)掃頻頻譜分析電路中包絡(luò)檢波器的功能，在包絡(luò)檢波中，通過在FPGA中設(shè)計的多路選擇器選擇顯示信號的幅度譜或者相位信息，其中幅度
譜通過
【權(quán)利要求】
1.一種用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻器，其特征是:由依次連接的數(shù)字下變頻器、數(shù)字檢波器和異常報警器組成，各部分在Xilinx公司的XC5VSX95T - 1FF1136型號FPGA中完成，數(shù)字下變頻器輸入ADC采樣數(shù)據(jù)，經(jīng)采樣后數(shù)字信號的中心頻率在中頻頻段，輸入數(shù)字下變頻器后先經(jīng)數(shù)字本振把信號頻譜搬移到基帶，再經(jīng)降采樣濾波電路降低數(shù)字信號的數(shù)據(jù)率；經(jīng)數(shù)字下變頻器處理得到的兩路基帶信號I (n)、Q(n)輸入數(shù)字檢波器；數(shù)字檢波器由依次連接的包絡(luò)檢波電路、視頻濾波電路和視頻檢波電路組成，數(shù)字檢波器處理后得到的檢波信號一方面輸入異常報警器，對異常的衛(wèi)星電視信號進(jìn)行監(jiān)測報警，另一方面經(jīng)接口輸入上層主機(jī)進(jìn)行顯示； 所述的數(shù)字檢波器用于完成傳統(tǒng)掃頻頻譜分析電路中包絡(luò)檢波器的功能，在包絡(luò)檢波中，通過在FPGA中設(shè)計的多路選擇器選擇顯示信號的幅度譜或者相位信息，其中幅度譜通過
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻器，其特征是:所述的異常報警器在對全波段衛(wèi)星電視信號進(jìn)行頻譜顯示時，每屏顯示的點數(shù)定為800個點；在點數(shù)(N(I)~Ntl)和(N7~N(SOO))頻率范圍內(nèi)，異常報警器監(jiān)測是否出現(xiàn)新的載波，這時檢波信號的幅度值在上述兩個點的頻率范圍內(nèi)存在大于固定幅度值的點，判斷標(biāo)準(zhǔn)是這種點數(shù)連續(xù)存在5個以上；四個通道帶寬的點數(shù)范圍分別為(N。~Ni)、(N2~N3)、(N4~N5)和(N6~N7),載波消失是檢波信號的幅度值在四個通道范圍內(nèi)小于標(biāo)準(zhǔn)信號幅度值，判斷標(biāo)準(zhǔn)是這種點數(shù)連續(xù)存在5個以上；功率超標(biāo)是檢波信號的幅度值在通道范圍內(nèi)超過了上下限信號的幅度值，這時要檢測通道內(nèi)每個信號點；頻譜展寬是檢波信號在超過固定幅度值的點數(shù)多于相應(yīng)通道范圍內(nèi)的點數(shù)； 異常報警模塊通過FSM取得每一幀內(nèi)檢波信號點與標(biāo)準(zhǔn)模板信號點輸入比較器比較，判斷信號點是否異常，同時通過FSM控制計數(shù)器對異常點計數(shù)，當(dāng)滿足上述異常報警的點數(shù)要求時進(jìn)行報警。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于衛(wèi)星電視信號監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字中頻器，其特征是:固定幅度值由用戶根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)信號幅度值提供，標(biāo)準(zhǔn)信號幅度值是通過連續(xù)采集20幀檢波信號計算平均值得到。
【文檔編號】H04N17/00GK103618889SQ201310595124
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】明建成, 祁舒喆, 肖勇 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院