電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用 課件全套 （田孝華） 第1-7章 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 - 其他單元電路設(shè)計(jì)

1.1電子系統(tǒng)及其功能組成

1.2電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與開發(fā)流程

1.3電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素

1.4常用EDA軟件

1.5電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料查找1.1電子系統(tǒng)及其功能組成系統(tǒng)是指由兩個(gè)及兩個(gè)以上各不相同但又相互聯(lián)系、相互制約的單元組成的，在給定環(huán)境下能夠完成一定功能的綜合體。一個(gè)系統(tǒng)有可能包含若干個(gè)功能明確的子系統(tǒng)。電子系統(tǒng)是指由電子元器件或部件組成的，能夠產(chǎn)生、傳輸、采集與處理電信號(hào)及信息的完整的電子裝置。更通俗地說(shuō)，能夠完成一個(gè)特定功能的完整的電子裝置都可以稱為電子系統(tǒng)。電子系統(tǒng)伴隨電子器件的產(chǎn)生而產(chǎn)生，并隨著電子器件的實(shí)現(xiàn)水平，特別是器件的集成化水平、處理速度、專用集成芯片(ASIC)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)等工具的發(fā)展而發(fā)展。電子系統(tǒng)方便了日常生活，改善了生活質(zhì)量，提高了專業(yè)人員的工作效率?？梢哉f(shuō)，電子系統(tǒng)已經(jīng)滲透到生活與工作的方方面面，無(wú)論是普通大眾還是專業(yè)人員，離開電子系統(tǒng)幾乎寸步難行!隨著電子技術(shù)的發(fā)展與萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的來(lái)臨，電子系統(tǒng)將向小型化、智能化、綜合化、平臺(tái)通用化、網(wǎng)絡(luò)一體化的方向發(fā)展，并且?guī)缀鯚o(wú)一例外地采用硬件與軟件高度結(jié)合的方式。電子系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，與日常生活密切相關(guān)的電視機(jī)、空調(diào)、冰箱、半導(dǎo)體收音機(jī)、手機(jī)等均屬于電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品的范疇。除此之外，具有特定功能的移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、電子對(duì)抗系統(tǒng)、測(cè)控儀器、汽車電子系統(tǒng)、機(jī)載綜合航空電子系統(tǒng)等復(fù)雜系統(tǒng)更是電子系統(tǒng)的重要組成部分，它們?cè)陔娮酉到y(tǒng)家族中的地位舉足輕重。通常一個(gè)產(chǎn)品在批量生產(chǎn)與推廣應(yīng)用之前，一般都要經(jīng)歷需求分析、功能量化、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證、系統(tǒng)開發(fā)、測(cè)試修改與鑒定、試用與產(chǎn)品定型等幾個(gè)階段，電子系統(tǒng)也不例外。所謂電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是指在功能量化的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)整體與功能單元模塊的實(shí)現(xiàn)方案、性能指標(biāo)、信號(hào)格式以及模塊間信號(hào)傳輸協(xié)議及連接接口進(jìn)行的設(shè)計(jì)。其中，在實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)計(jì)中包括關(guān)鍵元器件的選取，在連接接口設(shè)計(jì)中包括連接接口的實(shí)現(xiàn)方式與信號(hào)線的定義等。由于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，涉及的知識(shí)面非常廣，要求設(shè)計(jì)人員不僅具備廣闊的專業(yè)理論知識(shí)與豐富的工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，而且對(duì)層出不窮的現(xiàn)代電子實(shí)現(xiàn)技術(shù)要有準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)與實(shí)時(shí)把握，因此，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往既是項(xiàng)目開發(fā)中的重點(diǎn)，也是項(xiàng)目開發(fā)中的難點(diǎn)。為了使設(shè)計(jì)的方案在項(xiàng)目開發(fā)中達(dá)到事半功倍的效果，避免浪費(fèi)時(shí)間與增加開發(fā)成本，本書主要圍繞設(shè)計(jì)問(wèn)題展開專題研究，對(duì)方案的工程實(shí)現(xiàn)不予討論。盡管不同電子系統(tǒng)功能各異，其實(shí)現(xiàn)方案也千差萬(wàn)別，但從功能組成來(lái)看它們都有很多相同或相似的地方?，F(xiàn)代電子系統(tǒng)典型功能組成如圖1.1所示。信息源將各種消息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)?；鶐盘?hào)處理單元，顧名思義，用于完成對(duì)基帶信號(hào)的處理。若系統(tǒng)功能不同以及信道環(huán)境有差異，則基帶信號(hào)處理單元的組成就會(huì)有較大差異。其中，模擬體制的電子系統(tǒng)通常在完成對(duì)信號(hào)的調(diào)理后，即可將信號(hào)輸入到信號(hào)調(diào)制單元，而數(shù)字體制的電子系統(tǒng)基帶信號(hào)處理單元比模擬體制復(fù)雜，且不同數(shù)字系統(tǒng)的組成也存在很大差異，一般包括信號(hào)調(diào)理、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、信源編碼、塊交織、信道編碼、偽碼擴(kuò)頻、擾碼加密等功能模塊。來(lái)自基帶信號(hào)處理單元的信號(hào)在調(diào)制單元完成對(duì)信號(hào)的調(diào)制，使載波的幅度、相位、頻率等電參量隨基帶信號(hào)的變化規(guī)律而發(fā)生變化，從而將基帶信號(hào)的頻譜搬移到中頻上?；祛l單元實(shí)現(xiàn)已調(diào)制中頻信號(hào)與射頻載波的混頻，進(jìn)一步將有用信號(hào)的頻譜搬移到發(fā)射的頻率上，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)在傳輸媒質(zhì)中的有效傳輸。濾波放大單元有兩個(gè)功能:一是經(jīng)帶通濾波，保留混頻輸出信號(hào)中的載波與中頻之和的射頻分量，濾除載波與中頻之差的射頻分量，減小無(wú)用分量產(chǎn)生的干擾；二是對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，滿足系統(tǒng)作用距離對(duì)輸出功率的要求。濾波之后，信號(hào)經(jīng)射頻電纜或波導(dǎo)傳送到發(fā)射天線，完成有效輻射。人機(jī)交互與顯示單元用于完成系統(tǒng)操作菜單、系統(tǒng)參數(shù)等的選擇與輸入，以便系統(tǒng)按照用戶要求工作，并顯示關(guān)鍵參數(shù)與關(guān)鍵指標(biāo)等。監(jiān)測(cè)控制與自檢測(cè)單元一方面完成系統(tǒng)的開機(jī)自檢，檢查系統(tǒng)是否完好，一方面對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，判斷系統(tǒng)性能是否滿足工作要求。一旦出現(xiàn)異常，該單元將產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，完成對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)的控制與切換。頻率合成單元根據(jù)人機(jī)交互單元輸出的、與系統(tǒng)工作頻率或工作波道對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)射頻頻率的載波，供混頻單元混頻。電源單元將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電，并產(chǎn)生不同大小的直流電壓。天線接收的信號(hào)經(jīng)射頻電纜或波導(dǎo)后輸入到帶通濾波與前置放大單元，以抑制帶外噪聲，并對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大，以提高信噪比。來(lái)自天線的信號(hào)通常包括有用信號(hào)和噪聲兩部分，其中有用信號(hào)的帶寬有限，經(jīng)過(guò)一定距離的傳播后衰減成功率極小的微弱信號(hào)，而噪聲覆蓋整個(gè)頻帶，帶通濾波器僅讓通帶內(nèi)的頻譜成分通過(guò)。這樣，接收的信號(hào)與噪聲經(jīng)帶通濾波器后，有用信號(hào)無(wú)損地通過(guò)帶通濾波器，而噪聲信號(hào)僅有一小段頻譜成分通過(guò)帶通濾波器，信噪比將得到改善。前置放大器又稱為低噪聲放大器，其作用是在本身產(chǎn)生的噪聲盡量小的條件下對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定的放大，使輸出信號(hào)幅度增大。前置放大器之所以要求是低噪聲，主要是為了保證放大后的信噪比相比于放大前不會(huì)出現(xiàn)明顯下降。前置放大器輸出的信號(hào)被送到混頻濾波單元，混頻濾波單元將有用信號(hào)的頻譜搬移到射頻與載頻的差頻上，以方便在較低的中頻上處理信號(hào)，同時(shí)濾除混頻產(chǎn)生的不需要的頻率分量。中頻信號(hào)在解調(diào)單元完成對(duì)信號(hào)的解調(diào)，得到需要的基帶信號(hào)，基帶信號(hào)在基帶信號(hào)處理單元經(jīng)與發(fā)射機(jī)中的基帶信號(hào)處理單元嚴(yán)格對(duì)應(yīng)的模塊處理后，恢復(fù)出信號(hào)給受信者。另外，由于電磁環(huán)境的復(fù)雜性以及干擾的存在，接收機(jī)的基帶信號(hào)處理單元除了完成與發(fā)射機(jī)對(duì)應(yīng)的功能外，有時(shí)在將信號(hào)送到受信者之前還需進(jìn)行干擾抑制處理，將處理后的輸出信號(hào)再送給受信者。接收機(jī)中的人機(jī)交互與顯示單元、監(jiān)測(cè)控制與自檢測(cè)單元、頻率合成單元以及電源單元的功能與發(fā)射機(jī)中的模塊相同。1.2電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與開發(fā)流程1.2.1電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用的方法通常有三種，即自底向上設(shè)計(jì)法、自頂向下設(shè)計(jì)法和核心器件設(shè)計(jì)法。1.自底向上設(shè)計(jì)法傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用“Bottomup”(自底向上)設(shè)計(jì)方法，該方法是一種局部到系統(tǒng)的方法，即先考慮底層電路，再由電路拼接成整體。該方法基于以下事實(shí):設(shè)計(jì)人員在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，在電子電路設(shè)計(jì)與調(diào)試方面積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，熟悉各種單元電路的功能以及可達(dá)到的最佳技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)設(shè)計(jì)人員需要構(gòu)建一個(gè)電子系統(tǒng)時(shí),自然會(huì)根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的各個(gè)功能要求，從熟悉的單元電路中選出適用的來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)功能模塊，組成一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)，直至系統(tǒng)所要求的全部功能都實(shí)現(xiàn)為止。這種方法與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)與技巧息息相關(guān)，其設(shè)計(jì)步驟如圖1.2所示。自底向上設(shè)計(jì)法由于電路設(shè)計(jì)在先，設(shè)計(jì)人員的思想將受限于選用的現(xiàn)成電路，不便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的，以及可靠性高、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)。該方法在系統(tǒng)組裝與測(cè)試過(guò)程中運(yùn)用較多。2.自頂向下設(shè)計(jì)法現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)多采用“Topdown”(自頂向下)的設(shè)計(jì)方法，該方法是一種從系統(tǒng)整體到局部的方法，即將整個(gè)系統(tǒng)電路劃分成一個(gè)個(gè)子系統(tǒng)，然后連接成系統(tǒng)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員首先根據(jù)用戶需求對(duì)系統(tǒng)功能與技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行量化，然后將系統(tǒng)劃分為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立、功能各異的功能模塊，并對(duì)各個(gè)模塊的功能、指標(biāo)以及連接關(guān)系進(jìn)行描述，同時(shí)驗(yàn)證各個(gè)模塊組合后的功能與指標(biāo)是否能夠達(dá)到系統(tǒng)的整體要求，最后再根據(jù)需要將模塊進(jìn)一步分解成下層子模塊或者最底層的電路級(jí)要求，進(jìn)行最底層的電路設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法具有逐步細(xì)化、逐步驗(yàn)證、逐步求精的特點(diǎn)，每一步分解都對(duì)方案的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，避免了底層電路變化而更改整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的問(wèn)題，有利于提高設(shè)計(jì)工作的效率。自頂向下設(shè)計(jì)方法一般可以將整個(gè)設(shè)計(jì)劃分為系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、部件級(jí)設(shè)計(jì)以及元器件級(jí)設(shè)計(jì)4個(gè)層次。該方法的設(shè)計(jì)步驟如圖1.3所示。在設(shè)計(jì)中采用自頂向下設(shè)計(jì)法時(shí)，要注意以下問(wèn)題:(1)在設(shè)計(jì)的每一個(gè)層次中，必須保證所完成的設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)所要求的功能與技術(shù)指標(biāo)，并且技術(shù)指標(biāo)要留有一定裕量。(2)要重視設(shè)計(jì)過(guò)程中問(wèn)題的及時(shí)反饋與處理。解決問(wèn)題采用“本層解決，下層向上層反饋”的原則，不可以將問(wèn)題傳向下層。若本層無(wú)法解決，則將問(wèn)題反饋到上層解決。(3)功能與技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)采用子系統(tǒng)、模塊化設(shè)計(jì)的方式完成。要保證每個(gè)子系統(tǒng)、部件都有明確的功能與確定的技術(shù)指標(biāo)。輸入與輸出信號(hào)關(guān)系應(yīng)明確、直觀、清晰。應(yīng)做到在對(duì)子系統(tǒng)、部件進(jìn)行修改與調(diào)整甚至替換時(shí)，不會(huì)對(duì)總體設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。(4)現(xiàn)代電子系統(tǒng)均采用軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)中，要充分利用微處理器以及可編程邏輯器件的靈活可編程功能，盡量避免全硬件化的實(shí)現(xiàn)方法。由于自頂向下設(shè)計(jì)法具有由表及里、從全局到局部、逐步求精的優(yōu)點(diǎn)，所以在目前的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中該設(shè)計(jì)方法已經(jīng)成為一種流行的設(shè)計(jì)方法。3.核心器件設(shè)計(jì)法專用集成電路與可編程數(shù)字邏輯器件的出現(xiàn)對(duì)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了巨大影響，大量現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也往往圍繞這類核心器件展開，我們將這種圍繞核心器件而展開的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法稱為核心器件設(shè)計(jì)法。在這種設(shè)計(jì)法中，由于核心器件功能強(qiáng)大，對(duì)外圍電路與外部信號(hào)都有具體的限定條件，往往需要編程才能正常工作，而且一旦在電子系統(tǒng)中采用這類器件，整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都必須符合這類器件的要求，因此，此種設(shè)計(jì)法具有圍繞核心器件展開的特點(diǎn)。這種設(shè)計(jì)法在功能單元電路的設(shè)計(jì)中使用得非常普遍。1.2.2電子系統(tǒng)開發(fā)流程一個(gè)電子系統(tǒng)在批量生產(chǎn)與推廣應(yīng)用之前，一般都要經(jīng)歷需求分析、功能量化、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證、系統(tǒng)開發(fā)、測(cè)試修改與鑒定、試用與產(chǎn)品定型等幾個(gè)階段，這些階段構(gòu)成了電子系統(tǒng)的開發(fā)流程。下面對(duì)電子系統(tǒng)開發(fā)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)分別進(jìn)行闡述。1.需求分析當(dāng)某個(gè)人、某個(gè)企業(yè)或開發(fā)團(tuán)隊(duì)產(chǎn)生了想研制具有某種功能的電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品的想法時(shí)，在立項(xiàng)與開發(fā)之前，首先要做的事情就是進(jìn)行市場(chǎng)需求分析，充分了解市場(chǎng)現(xiàn)狀,研判此電子系統(tǒng)研制的必要性。依據(jù)項(xiàng)目是軍用還是民用，市場(chǎng)調(diào)研的側(cè)重點(diǎn)要有所區(qū)別。市場(chǎng)需求分析是非常重要的環(huán)節(jié)，決定著該項(xiàng)目是否進(jìn)一步開展，在市場(chǎng)需求分析中要做到內(nèi)容全面、數(shù)據(jù)可靠。2.功能量化功能量化就是將用戶用通俗語(yǔ)言表達(dá)的、比較籠統(tǒng)或者含混不清的需求轉(zhuǎn)換為用專業(yè)術(shù)語(yǔ)表達(dá)的詳細(xì)的功能需求。功能量化越細(xì)致，方案設(shè)計(jì)就會(huì)越準(zhǔn)確。功能量化是必不可少的環(huán)節(jié)，在實(shí)際操作中，通常將功能量化為幾點(diǎn)具體的要求。對(duì)于縱向項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，必須清楚地表達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，一方面方便上級(jí)業(yè)務(wù)部門進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)判，另一方面可使課題組成員對(duì)項(xiàng)目有清楚的把握；對(duì)于橫向委托研制項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，由于委托方不一定是專業(yè)人員，因此功能量化過(guò)程更加重要，需要用戶與研制人員反復(fù)溝通與修改才能得到一個(gè)完整的系統(tǒng)量化功能，同時(shí)也為項(xiàng)目的驗(yàn)收提供依據(jù)。3.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與論證在電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)流程中處于核心地位。系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)包括整體實(shí)現(xiàn)方案與整體指標(biāo)設(shè)計(jì)、功能單元模塊實(shí)現(xiàn)方案與單元指標(biāo)設(shè)計(jì)、信號(hào)格式設(shè)計(jì)、模塊間信號(hào)傳輸協(xié)議與連接接口設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵元器件的選取等內(nèi)容，量化后的系統(tǒng)功能與關(guān)鍵指標(biāo)是系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的依據(jù)。在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，一般先由總設(shè)計(jì)師、分項(xiàng)目設(shè)計(jì)師以及研制人員共同完成系統(tǒng)方案的初步設(shè)計(jì)，即按照系統(tǒng)功能與關(guān)鍵指標(biāo)把系統(tǒng)劃分成若干功能模塊，形成整體實(shí)現(xiàn)框圖，并規(guī)劃出各功能模塊要完成的任務(wù)，確定各功能模塊的結(jié)構(gòu)與輸入輸出關(guān)系；然后召開專家論證會(huì)，對(duì)初步方案進(jìn)行修改與完善，形成最終的系統(tǒng)方案。在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中要注意合理分配軟、硬件資源，盡量利用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件也可以完成的功能。合理的系統(tǒng)方案能使開發(fā)者少走彎路，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。需要說(shuō)明的是，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的成敗與選取的關(guān)鍵器件密切相關(guān)。在一個(gè)項(xiàng)目開發(fā)中可能需要使用多個(gè)關(guān)鍵器件，對(duì)這些關(guān)鍵器件的性能指標(biāo)要進(jìn)行重點(diǎn)分析，準(zhǔn)確研判對(duì)電子系統(tǒng)整體指標(biāo)的影響，確保滿足系統(tǒng)要求。切忌在開發(fā)過(guò)程中隨意改變關(guān)鍵器件，否則會(huì)既浪費(fèi)開發(fā)人員的精力，影響開發(fā)進(jìn)度，又增加開發(fā)成本，并且還會(huì)使研發(fā)人員對(duì)設(shè)計(jì)師產(chǎn)生不信任感。4.系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)流程中的重要階段，也往往是花費(fèi)時(shí)間最長(zhǎng)的階段。在該階段需完成的任務(wù)包括各個(gè)功能模塊的硬件電路設(shè)計(jì)、制板與調(diào)試，軟件流程設(shè)計(jì)、編程與調(diào)試，信號(hào)處理算法的設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證與實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與功能測(cè)試等。在功能模塊硬件電路設(shè)計(jì)中，要做好關(guān)鍵器件資源的合理規(guī)劃，以保證用戶功能的順利實(shí)現(xiàn)。在軟件設(shè)計(jì)中，要注意哪些功能在主程序中實(shí)現(xiàn)，哪些功能在中斷中實(shí)現(xiàn)，哪些中斷優(yōu)先級(jí)高，哪些中斷優(yōu)先級(jí)低，并依據(jù)項(xiàng)目要求對(duì)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)的存儲(chǔ)量進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以免資源浪費(fèi)。另外，地址分配要進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，不同對(duì)象的地址一定不能重疊，以免出現(xiàn)無(wú)法預(yù)料的結(jié)果。在程序編寫過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn):(1)要始終貫徹模塊化編程的思想，以增加程序的可讀性，減小調(diào)試難度。(2)做到程序框圖邏輯性完整、無(wú)漏洞、容錯(cuò)性好。(3)盡量減小中斷服務(wù)程序的長(zhǎng)度，以減小對(duì)其他中斷響應(yīng)的影響，通常的做法是在中斷服務(wù)程序中設(shè)置中斷標(biāo)志，在主程序?qū)χ袛鄻?biāo)志進(jìn)行判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。(4)養(yǎng)成對(duì)程序進(jìn)行注釋的習(xí)慣，以便于以后對(duì)程序進(jìn)行修改。在信號(hào)處理算法的設(shè)計(jì)中，要對(duì)解決問(wèn)題可能有效的算法做到心中有數(shù)，在初步遴選算法的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真來(lái)檢驗(yàn)算法的有效性，并從中優(yōu)選出用于工程實(shí)現(xiàn)的信號(hào)處理算法，應(yīng)避免不加評(píng)估就直接將算法用于工程實(shí)現(xiàn)的情況發(fā)生。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是建立在各個(gè)功能模塊獨(dú)立調(diào)試運(yùn)行達(dá)到要求的基礎(chǔ)上的，在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)過(guò)程中，不可避免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，有的問(wèn)題容易解決，有的問(wèn)題則很難找到原因。聯(lián)調(diào)中經(jīng)驗(yàn)是非常重要的，但全憑經(jīng)驗(yàn)解決問(wèn)題也是不可取的，解決問(wèn)題的最佳方法是經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。5.測(cè)試修改與鑒定系統(tǒng)開發(fā)完成后，開發(fā)者要對(duì)設(shè)計(jì)與開發(fā)的電子系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試，項(xiàng)目鑒定時(shí)也要進(jìn)行專門的性能測(cè)試，并要提供測(cè)試報(bào)告。性能測(cè)試包括系統(tǒng)功能測(cè)試與指標(biāo)參數(shù)測(cè)試兩個(gè)方面，并以此為依據(jù)評(píng)判研制的系統(tǒng)是否達(dá)到要求。雖然功能測(cè)試與指標(biāo)測(cè)試二者缺一不可，但指標(biāo)測(cè)試是測(cè)試環(huán)節(jié)的核心，它直接決定了該項(xiàng)目的實(shí)用性。測(cè)試中出現(xiàn)的主要問(wèn)題是指標(biāo)參數(shù)達(dá)不到要求或者指標(biāo)在臨界值附近，產(chǎn)品在市場(chǎng)應(yīng)用時(shí)反映的問(wèn)題也往往是指標(biāo)達(dá)不到要求所致。因此，在指標(biāo)測(cè)試中，要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，測(cè)試設(shè)備需經(jīng)過(guò)專業(yè)機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn)。當(dāng)指標(biāo)達(dá)不到要求時(shí)，要反復(fù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與修改，直到滿足要求為止。放松對(duì)指標(biāo)的嚴(yán)格要求將給售后服務(wù)與維修人員帶來(lái)無(wú)盡的煩惱，應(yīng)堅(jiān)持問(wèn)題不出廠的原則，切忌讓系統(tǒng)帶著問(wèn)題去試用。對(duì)于重要的電子系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，研制樣機(jī)完成后一般會(huì)由研制單位申請(qǐng)、業(yè)務(wù)部門組織行業(yè)專家召開成果鑒定會(huì)，以對(duì)產(chǎn)品的功能、性能指標(biāo)以及創(chuàng)新性進(jìn)行鑒定，對(duì)存在的不足提出改進(jìn)意見。研制樣機(jī)在鑒定前要進(jìn)行產(chǎn)品試用，并由試用單位出具試用情況證明。在召開鑒定會(huì)時(shí)，會(huì)成立測(cè)試組、資料組以及鑒定委員會(huì)，由測(cè)試組對(duì)樣機(jī)進(jìn)行全面測(cè)試，并提供測(cè)試報(bào)告；由資料組對(duì)鑒定材料進(jìn)行核查。鑒定材料一般包括研制總結(jié)報(bào)告、技術(shù)說(shuō)明書、使用說(shuō)明書、樣機(jī)試用單位證明、測(cè)試報(bào)告等。鑒定會(huì)由業(yè)務(wù)部門組織，鑒定委員會(huì)主席主持，會(huì)議一般包括項(xiàng)目負(fù)責(zé)人研制情況匯報(bào)、委員會(huì)參觀樣機(jī)、測(cè)試組情況說(shuō)明、資料組情況說(shuō)明、委員會(huì)討論與質(zhì)詢等幾個(gè)環(huán)節(jié)，最后形成鑒定結(jié)論。只有通過(guò)了鑒定會(huì)的研制樣機(jī)才能轉(zhuǎn)入下一個(gè)階段。6.試用與產(chǎn)品定型在試用與產(chǎn)品定型階段，首先根據(jù)鑒定會(huì)的意見對(duì)研制系統(tǒng)存在的不足進(jìn)行修改完善；其次，由于研制的樣機(jī)重點(diǎn)是考慮功能與性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此為了滿足市場(chǎng)需求，要對(duì)結(jié)構(gòu)、可靠性等方面按需進(jìn)行調(diào)整，在研制樣機(jī)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)型號(hào)樣機(jī)并試用；再次，在所有問(wèn)題得到解決和樣機(jī)成熟的條件下，召開產(chǎn)品定型會(huì)，確定產(chǎn)品的具體型號(hào)；最后，將型號(hào)樣機(jī)轉(zhuǎn)交生產(chǎn)部門進(jìn)行批量生產(chǎn)，正式投入市場(chǎng)。1.3電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素1.注重網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已深入到日常生活與工作中，可以說(shuō)各行各業(yè)已經(jīng)離不開互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)于電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)也是如此。在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)中，互聯(lián)網(wǎng)將在以下兩方面發(fā)揮重要作用:(1)資料的查找。無(wú)論是工作原理、常用實(shí)現(xiàn)技術(shù)、元器件等傳統(tǒng)資料，還是最新實(shí)現(xiàn)方法與技術(shù)資料，都能在網(wǎng)上一覽無(wú)余，并且相比于其他方法，利用互聯(lián)網(wǎng)查閱資料更快捷、更高效、更詳細(xì)。因此，要充分利用互聯(lián)網(wǎng)查閱資料。(2)疑難問(wèn)題的咨詢解答。在設(shè)計(jì)與開發(fā)中不可避免地會(huì)碰到這樣那樣的問(wèn)題，對(duì)于新器件、新技術(shù)的使用更是如此，而身邊又一時(shí)無(wú)法找到合適的人員請(qǐng)教。在這種情況下，利用網(wǎng)上的專題論壇解決問(wèn)題也許是最佳途徑。它不僅解決了傳統(tǒng)方法受時(shí)間、地域、相互之間不熟悉等因素影響的問(wèn)題，而且?guī)缀跄芙鉀Q工程實(shí)踐中遇到的所有問(wèn)題。2.注重開發(fā)與設(shè)計(jì)工具的合理利用傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法通常采用的是方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，即在完成系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)技術(shù)的可行性以及技術(shù)指標(biāo)能否滿足要求。這種方法周期長(zhǎng)、成本高，對(duì)設(shè)計(jì)與開發(fā)進(jìn)度會(huì)造成一定影響。隨著電子實(shí)現(xiàn)技術(shù)的飛速發(fā)展，與其相適應(yīng)的仿真技術(shù)與仿真手段得到了極大豐富，仿真功能也變得越來(lái)越強(qiáng)大，實(shí)驗(yàn)將不再是唯一的驗(yàn)證方法，合理利用仿真工具驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)技術(shù)的可行性將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。并且由于這種驗(yàn)證方法具有周期短、成本低的優(yōu)點(diǎn)，在電子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，采用仿真技術(shù)驗(yàn)證方案的可行性將變?yōu)橐环N普遍采用的且行之有效的方法。由此可見，掌握并合理利用開發(fā)與設(shè)計(jì)工具是電子系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中必不可少的方法和手段。3.注重算法有效性驗(yàn)證與關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)先研究在電子系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中，都會(huì)用到一些需要預(yù)先研究的關(guān)鍵技術(shù)或者信號(hào)處理算法，而且考慮到設(shè)計(jì)人員與開發(fā)團(tuán)隊(duì)的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)積累不同，即使是設(shè)計(jì)同一個(gè)電子系統(tǒng)，不同團(tuán)隊(duì)需要預(yù)先研究的內(nèi)容也不一樣。在電子系統(tǒng)開發(fā)之前，必須對(duì)沒有把握的關(guān)鍵技術(shù)與信號(hào)處理算法進(jìn)行預(yù)先研究，將疑難問(wèn)題預(yù)先解決，千萬(wàn)不能存在僥幸心理，更不能想當(dāng)然辦事，應(yīng)以疑難問(wèn)題事先解決為原則。4.注重應(yīng)用開發(fā)評(píng)估板的有效利用隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展與制造工藝的不斷提高，新電子器件層出不窮，其處理速度以及功能的綜合化方面較以往的產(chǎn)品有了大幅度提高，給電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了諸多方便。以前需要多個(gè)集成芯片才能完成的功能，現(xiàn)在采用單個(gè)芯片就可以輕松實(shí)現(xiàn)，且性能較以往更好，以前受器件處理速度限制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的某些設(shè)計(jì)方案現(xiàn)在也變成了可能。正是由于新器件有這樣那樣的優(yōu)勢(shì)，一經(jīng)投入市場(chǎng)便得到電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的青睞。為了縮短設(shè)計(jì)者對(duì)新器件的開發(fā)周期以及擴(kuò)大新器件的市場(chǎng)占有量，大量元器件生產(chǎn)廠家在推出新產(chǎn)品的同時(shí)，也配套推出了這些器件典型工程應(yīng)用的開發(fā)評(píng)估板以及開發(fā)工具。作為電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)人員，應(yīng)充分利用元器件生產(chǎn)廠家提供的這些資源為項(xiàng)目服務(wù)，能利用開發(fā)評(píng)估板完成的功能盡量用開發(fā)評(píng)估板完成。在項(xiàng)目中直接利用開發(fā)評(píng)估板有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):(1)開發(fā)評(píng)估板的電路原理圖與印制電路板圖經(jīng)過(guò)廠家的優(yōu)化，電路成熟，性能可靠,開發(fā)者不用調(diào)試硬件，可以將精力集中在硬件資源的利用與軟件編程上，提高了開發(fā)效率。(2)開發(fā)評(píng)估板硬件資源豐富，一般都能滿足開發(fā)者的需要。(3)與開發(fā)評(píng)估板配套的軟件，特別是例程在開發(fā)中可直接運(yùn)用，能有效節(jié)省開發(fā)時(shí)間。(4)配備的光盤資料或者廠家網(wǎng)站上有非常詳細(xì)的器件數(shù)據(jù)手冊(cè)(Datasheet)與各種各樣的應(yīng)用筆記(Appliednote)供開發(fā)者參考，資料豐富。5.重視電磁兼容問(wèn)題電磁兼容有兩層含義:一是指電子系統(tǒng)在其工作的電磁環(huán)境下能否正常工作；二是指電子系統(tǒng)本身形成的電磁信號(hào)對(duì)其周圍的影響程度。電磁兼容問(wèn)題幾乎是每個(gè)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者與開發(fā)者都會(huì)碰到的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)時(shí)，既要考慮如何減小自身產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)和外部存在的電磁信號(hào)對(duì)本系統(tǒng)的不利影響，又要考慮如何將本系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)抑制在允許的范圍內(nèi)。電子系統(tǒng)的電磁兼容涉及諸多因素，它通常與工作頻率、電路布線以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。如果處理不當(dāng)，不只是影響設(shè)備的電磁兼容性，甚至?xí)绊懙诫娮酉到y(tǒng)的性能指標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)的功能，所以應(yīng)引起高度重視。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為電磁兼容只需要在射頻部分考慮，這是一種片面的認(rèn)識(shí)。由于器件運(yùn)行速度越來(lái)越快，因此在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在基帶信號(hào)處理單元中也需要考慮這個(gè)問(wèn)題。電磁兼容問(wèn)題在后面章節(jié)還要單獨(dú)進(jìn)行討論。1.4常用EDA軟件EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(ElectronicDesignAutomation)的縮寫，EDA技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺(tái)上，用規(guī)定的語(yǔ)言編寫程序，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，另外也包括對(duì)特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地方便與縮短了電子系統(tǒng)開發(fā)周期，提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可操作性，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。EDA技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，便得到了迅速發(fā)展,目前在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)師利用EDA工具可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出IC版圖或PCB版圖的整個(gè)過(guò)程在計(jì)算機(jī)上自動(dòng)處理完成。電子設(shè)計(jì)EDA軟件包括電路設(shè)計(jì)與仿真工具、PCB設(shè)計(jì)軟件、FPGA/CPLD開發(fā)軟件、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)軟件、DSP開發(fā)軟件以及射頻設(shè)計(jì)仿真軟件等。1.MATLABMATLAB是目前應(yīng)用最為廣泛的一款軟件，也是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須學(xué)會(huì)的一個(gè)軟件。MATLAB是matrix和laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠(矩陣實(shí)驗(yàn)室)，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，與Mathematica、Maple軟件并稱為三大數(shù)學(xué)軟件,在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中，在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。該軟件將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及數(shù)值計(jì)算等眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案。其應(yīng)用領(lǐng)域包括數(shù)據(jù)分析、無(wú)線通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺、信號(hào)處理、金融與風(fēng)險(xiǎn)管理、機(jī)器人、控制系統(tǒng)等。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，用MATLAB解算問(wèn)題比用C語(yǔ)言完成相同的功能簡(jiǎn)捷。利用MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等。其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)包括:高效的數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能，能使用戶從繁雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算分析中解脫出來(lái)；完備的圖形處理功能，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算結(jié)果和編程的可視化；友好的用戶界面及接近數(shù)學(xué)表達(dá)式的自然化語(yǔ)言，使學(xué)者易于學(xué)習(xí)和掌握；功能豐富的應(yīng)用工具箱，為用戶提供了大量方便實(shí)用的處理工具。MATLAB開發(fā)環(huán)境界面友好，用戶使用方便。MATLAB開發(fā)環(huán)境由MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、路徑搜索和供用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器組成。MATLAB提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大地方便了用戶的使用。簡(jiǎn)單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過(guò)編譯就可以直接運(yùn)行，而且能夠及時(shí)報(bào)告出現(xiàn)的錯(cuò)誤及進(jìn)行出錯(cuò)原因分析。MATLAB的語(yǔ)法特征與C++語(yǔ)言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合設(shè)計(jì)人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式，且具有移植性好和拓展性極強(qiáng)的特點(diǎn)。MATLAB語(yǔ)言包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出語(yǔ)句等。用戶既可以在命令窗口中將輸入語(yǔ)句與執(zhí)行命令同步，也可以與編寫好的應(yīng)用程序(M文件)一起運(yùn)行。MATLAB具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與圖形處理功能。MATLAB擁有600多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，方便用戶的各種計(jì)算。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計(jì)算中的最新研究成果，而且經(jīng)過(guò)了各種優(yōu)化和容錯(cuò)處理。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡(jiǎn)單、最基本的函數(shù)到諸如矩陣、特征向量、快速傅立葉變換等復(fù)雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問(wèn)題大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)題、稀疏矩陣運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。MATLAB具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化功能，可用于科學(xué)計(jì)算和工程繪圖，且可以將向量和矩陣用圖形表現(xiàn)，以及可以對(duì)圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖像處理、動(dòng)畫和表達(dá)式作圖。另外，新版本的MATLAB還著重在圖形用戶界面(GUI)的制作上做了很大改善，以滿足用戶特殊要求。MATLAB擁有具有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主工具箱和三十幾種常用工具包，為用戶編程提供了極大的方便。常用工具箱可分為功能性工具箱和學(xué)科工具箱。功能性工具箱用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算，以及可視化建模仿真、文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。學(xué)科工具箱由特定領(lǐng)域的專家開發(fā)，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng)用和評(píng)估不同的方法，而不需要自己編寫代碼。特別是，除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB主工具箱文件和各種工具箱都可讀、可修改，極大地方便了用戶的二次開發(fā)。MATLAB語(yǔ)言與其他編程環(huán)境接口方便,可移植性強(qiáng)。MATLAB語(yǔ)言可以利用MATLAB編譯器和C/C++語(yǔ)言數(shù)學(xué)庫(kù)與圖形庫(kù)，將自己的MATLAB語(yǔ)言程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于MATLAB語(yǔ)言運(yùn)行的C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言代碼，而且允許用戶編寫可以和MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行交互的C語(yǔ)言或C++語(yǔ)言程序。2.MultisimMultisim是美國(guó)國(guó)家儀器(NI)有限公司推出的、以Windows為基礎(chǔ)的一個(gè)專門用于電子電路仿真與設(shè)計(jì)的EDA工具軟件，具有豐富的仿真分析能力，適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入兩種輸入方式。通過(guò)Multisim可以完成從理論到原理圖和從原理圖到電路圖的設(shè)計(jì)與仿真的完整的綜合設(shè)計(jì)流程，為實(shí)際電路設(shè)計(jì)提供高效的功能性驗(yàn)證，縮短電子電路的開發(fā)周期。Multisim仿真的內(nèi)容非常豐富，可進(jìn)行包括器件建模與仿真、電路構(gòu)建與仿真、系統(tǒng)組成與仿真，以及儀表儀器原理與制造仿真等在內(nèi)的仿真工作。在器件建模與仿真中，可以建模及仿真的器件有模擬器件、數(shù)字器件以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件。在電路的構(gòu)建及仿真中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)單元電路、功能電路、單片機(jī)硬件電路的構(gòu)建及相應(yīng)軟件調(diào)試的仿真。在系統(tǒng)的組成及仿真中，利用包括大部分編碼器、調(diào)制器、濾波器、信號(hào)源以及信道等在內(nèi)的200多個(gè)通用通信和數(shù)學(xué)模塊的Commsim通信系統(tǒng)軟件，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的仿真，并可以通過(guò)選擇時(shí)域、頻域、XY圖、對(duì)數(shù)坐標(biāo)、比特誤碼率、眼圖和功率譜等多種方式來(lái)觀察仿真結(jié)果。在儀表儀器的原理及制造仿真中，可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器儀表，并在計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境和實(shí)際環(huán)境中使用。利用Multisim，不僅可以創(chuàng)建具有完整組件庫(kù)的電路圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE模擬器模仿電路行為，對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行快速、輕松、高效的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，而且可以提供直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、失真度分析、傳輸函數(shù)分析等強(qiáng)大的電路分析功能。除此之外,Multisim還提供有獨(dú)特的射頻(RF)模塊與微處理器(MCU)模塊，并兼容第三方工具源代碼，包含設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、查看和編輯內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器等高級(jí)調(diào)試功能。Multisim不僅為用戶提供所需的虛擬儀器儀表，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的觀測(cè)，而且可以完成對(duì)其他EDA軟件需要的文件格式的輸出。另外，Multisim為用戶提供有豐富的元器件，并以開放的形式管理這些元器件，使得用戶能夠根據(jù)需要添加所需的元器件。3.AltiumDesignerAltiumDesigner是Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，是電子系統(tǒng)原理圖和PCB設(shè)計(jì)的首選。設(shè)計(jì)人員利用該軟件，不僅能夠完成電路原理圖(Schematic)的繪制、印刷電路板(PCB)文件的制作以及電路的仿真(Simulation)等設(shè)計(jì)工作，而且還能實(shí)現(xiàn)FPGA的開發(fā)、嵌入式的開發(fā)以及3DPCB的設(shè)計(jì)，可以有效地幫助用戶提高設(shè)計(jì)效率和可靠性。AltiumDesigner除了全面繼承包括Protel99SE、ProtelDXP在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)外，還進(jìn)行了許多改進(jìn)，增加了很多高端功能。AltiumDesigner軟件通過(guò)把包括原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、PCB繪制與編輯、拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析以及設(shè)計(jì)輸出在內(nèi)的PCB設(shè)計(jì)、FPGA設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)完美融合，為設(shè)計(jì)者提供了全新的設(shè)計(jì)解決方案，使設(shè)計(jì)者可以輕松進(jìn)行設(shè)計(jì)。由此可見,AltiumDesigner不僅功能強(qiáng)大，而且對(duì)于電子設(shè)計(jì)與開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，是進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的首選EDA軟件；要進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)必須學(xué)會(huì)并自如運(yùn)用AltiumDesigner系統(tǒng)。4.FPGA/CPLD開發(fā)軟件1)QuartusⅡQuartusⅡ是Altera公司的綜合性PLD/FPGA可編程邏輯開發(fā)軟件，支持原理圖、VHDL、VerilogHDL以及AHDL(AlteraHDL)等多種設(shè)計(jì)輸入形式，內(nèi)嵌綜合器以及仿真器，可以完成從設(shè)計(jì)輸入到硬件配置的完整PLD設(shè)計(jì)流程，是可編程數(shù)字邏輯器件設(shè)計(jì)開發(fā)的理想平臺(tái)。由于其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力和直觀易用的接口，受到了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎。QuartusⅡ可以在WindowsXP、Linux以及Unix操作系統(tǒng)上使用。使用QuartusⅡ，用戶除了可以使用腳本完成設(shè)計(jì)流程外，還可以使用其完善的用戶圖形界面設(shè)計(jì)方式。QuartusⅡ具有運(yùn)行速度快、界面統(tǒng)一、功能集中、易學(xué)易用等特點(diǎn)。QuartusⅡ支持Altera的IP核，包含LPM/MegaFunction宏功能模塊庫(kù)，使用戶可以充分利用成熟的模塊簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的復(fù)雜性并加快設(shè)計(jì)速度。對(duì)第三方EDA工具的良好支持也使用戶可以在設(shè)計(jì)流程的各個(gè)階段使用熟悉的第三方EDA工具。此外，QuartusⅡ通過(guò)和DSPBuilder工具與Matlab/Simulink相結(jié)合，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種DSP應(yīng)用系統(tǒng)；支持Altera的SOPC開發(fā)；QuartusⅡ集系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、嵌入式軟件開發(fā)、可編程邏輯設(shè)計(jì)于一體，是一種綜合性的開發(fā)平臺(tái)。QuartusⅡ提供了完全集成且與電路結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的開發(fā)包環(huán)境，具有數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的全部特性。這些特性包括:(1)可利用原理圖、結(jié)構(gòu)框圖、VerilogHDL、AHDL和VHDL完成電路描述，并將其保存為設(shè)計(jì)實(shí)體文件。(2)支持芯片(電路)平面布局連線編輯。(3)利用LogicLock增量設(shè)計(jì)方法，用戶可建立并優(yōu)化系統(tǒng)，也可添加對(duì)原始系統(tǒng)性能影響較小或無(wú)影響的后續(xù)模塊。(4)具有功能強(qiáng)大的邏輯綜合工具。(5)具有完備的電路功能仿真與時(shí)序邏輯仿真工具。(6)支持定時(shí)/時(shí)序分析與關(guān)鍵路徑延時(shí)分析。(7)可使用SignalTapⅡ邏輯分析工具進(jìn)行嵌入式的邏輯分析。(8)支持軟件源文件的添加和創(chuàng)建，并將它們鏈接起來(lái)生成編程文件。(9)使用組合編譯方式可一次完成整體設(shè)計(jì)流程。(10)可自動(dòng)定位以及編譯錯(cuò)誤。(11)具有高效的器件編程與驗(yàn)證工具。(12)可讀入標(biāo)準(zhǔn)的EDIF網(wǎng)表文件、VHDL網(wǎng)表文件和Verilog網(wǎng)表文件。(13)能生成第三方EDA軟件使用的VHDL網(wǎng)表文件和Verilog網(wǎng)表文件。2)QuartusprimeQuartusprime是一款由英特爾公司設(shè)計(jì)開發(fā)的FPGA開發(fā)工具，提供系統(tǒng)級(jí)SOPC設(shè)計(jì)環(huán)境:可以設(shè)計(jì)開發(fā)英特爾FPGA、SoC、CPLD等，從設(shè)計(jì)輸入、綜合優(yōu)化到驗(yàn)證與仿真等。同時(shí)支持采用英特爾Stratix10、英特爾Arria10和英特爾Cyclone10GX器件家族的高級(jí)特性。Quartusprime的性能特點(diǎn)包括:支持英特爾Stratix10TX、MX、SX和GX器件；具有更短的英特爾Stratix10設(shè)計(jì)編譯時(shí)間，加快了FPGA開發(fā)速度；峰值虛擬內(nèi)存的設(shè)計(jì)使內(nèi)存需求顯著減少，所有英特爾Stratix10設(shè)計(jì)都可在不到64GB的內(nèi)存空間中編譯；并行分析支持提供了在運(yùn)行編譯的同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析的功能；部分重新配置(PR)功能可對(duì)FPGA的一部分設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)重新配置，同時(shí)其余的FPGA設(shè)計(jì)繼續(xù)正常進(jìn)行。3)ISEXilinx(賽靈思)是全球領(lǐng)先的可編程邏輯完整解決方案的供應(yīng)商。他們主要研發(fā)、制造并銷售應(yīng)用范圍廣泛的高級(jí)集成電路、軟件設(shè)計(jì)工具以及定義系統(tǒng)級(jí)功能的IP核，長(zhǎng)期以來(lái)一直推動(dòng)著FPGA技術(shù)的發(fā)展。XilinxFPGA主要分為兩大類:一類側(cè)重低成本應(yīng)用，容量中等，性能可以滿足一般的邏輯設(shè)計(jì)要求；另一類側(cè)重于高性能應(yīng)用，容量大，性能可滿足各類高端應(yīng)用。FoundationSeriesISE具有界面友好、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，再加上Xilinx的FPGA芯片占有很大的市場(chǎng)，使其成為非常通用的FPGA工具軟件。ISE作為高效的EDA設(shè)計(jì)工具集合，與第三方軟件揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，使軟件功能越來(lái)越強(qiáng)大，為用戶提供了更加豐富的Xilinx平臺(tái)。ISE的主要功能包括設(shè)計(jì)輸入、綜合、仿真、實(shí)現(xiàn)和下載，涵蓋了FPGA開發(fā)的全過(guò)程。從功能上講，其工作流程無(wú)需借助任何第三方EDA軟件。5.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)軟件1)ARM開發(fā)軟件(1)ARMRealViewDeveloperSuite。RealViewDeveloperSuite工具是ARM公司推出的ARM集成開發(fā)工具，支持所有ARM系列核，并與眾多第三方實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)及工具商合作簡(jiǎn)化開發(fā)流程。開發(fā)工具包含完全優(yōu)化的ISOC/C++編譯器、C++標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)、強(qiáng)大的宏編譯器、支持代碼和復(fù)雜數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器布局的連接器等組件，除此之外，還有基于命令行的符號(hào)調(diào)試器、指令集仿真器、生成無(wú)格式的二進(jìn)制文件的工具、Intel32位和Motorola32位ROM映像代碼的指令集模擬工具、庫(kù)創(chuàng)建工具等可選GUI調(diào)試器。(2)IAREWARM。EmbeddedWorkbenchforARM是IARSystems公司為ARM微處理器開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境(簡(jiǎn)稱IAREWARM)。比較其他的ARM開發(fā)環(huán)境，IAREWARM具有入門容易、使用方便和代碼緊湊等特點(diǎn)。IAREWARM中包含一個(gè)全軟件的模擬器(Simulator)，用戶不需要任何硬件支持就可以模擬各種ARM內(nèi)核、外部設(shè)備甚至中斷的軟件運(yùn)行環(huán)境。IAREWARM主要由高度優(yōu)化的IARARMC/C++Compiler、IARARMAssembler以及一個(gè)通用的IARXLINKLinker組成。(3)KeilARMMDKARM。KeiluVision調(diào)試器可以幫助用戶準(zhǔn)確地調(diào)試ARM器件的片內(nèi)外圍設(shè)備(I2C、CAN、UART、SPI、中斷、I/O口、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和PWM模塊等功能)。ULINKUSB-JTAG轉(zhuǎn)換器將PC的USB端口與用戶的目標(biāo)硬件相連(通過(guò)JTAG或OCD)，使用戶可在目標(biāo)硬件上調(diào)試代碼。通過(guò)使用集成開發(fā)環(huán)境/調(diào)試器和ULINKUSB-JTAG轉(zhuǎn)換器，用戶可以很方便地編輯、下載和在實(shí)際的目標(biāo)硬件上測(cè)試嵌入的程序。2)單片機(jī)開發(fā)軟件(1)KeilC51。KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，通過(guò)集成開發(fā)環(huán)境(uVisionIDE)將C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和仿真調(diào)試器等組合在一起，提供完整的單片機(jī)開發(fā)方案，是單片機(jī)開發(fā)使用最多的一款開發(fā)軟件。KeilC51開發(fā)工具uVisionIDE能從設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)選擇要使用的微控制器，并完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。首先，由IDE本身或其他編輯器編輯C語(yǔ)言源文件或匯編源文件；然后，分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)，并與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)，再由OH51將絕對(duì)目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件；最后，通過(guò)仿真器對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，或者通過(guò)下載線直接將程序?qū)懭肽繕?biāo)板的存儲(chǔ)器中，以實(shí)現(xiàn)脫機(jī)運(yùn)行。KeiluVision調(diào)試器能夠準(zhǔn)確地模擬8051設(shè)備的片上外圍設(shè)備。此外，使用模擬器可以在沒有目標(biāo)設(shè)備的情況下編寫和測(cè)試應(yīng)用程序。當(dāng)在目標(biāo)硬件上測(cè)試軟件應(yīng)用時(shí)，可以通過(guò)ULINKUSB-JTAG適配器將程序下載到目標(biāo)系統(tǒng)中。(2)IAR。IAR軟件是目前支持單片機(jī)種類最多的一款軟件，幾乎支持所有的主流單片機(jī)。針對(duì)某一款具體的單片機(jī)，IAR都有一個(gè)單獨(dú)的安裝包。對(duì)于所有的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，使用IAR進(jìn)行開發(fā)，流程基本類似，很容易掌握。6.DSP開發(fā)軟件1)CCSCCS(CodeComposerStudio)開發(fā)環(huán)境是最有影響力的DSP生產(chǎn)廠家TI公司開發(fā)的一個(gè)完整的DSP集成開發(fā)環(huán)境。所有TI公司的DSP都可以在該環(huán)境下開發(fā)，但不同的系統(tǒng)有不同版本的CCS開發(fā)環(huán)境。CCS開發(fā)環(huán)境可實(shí)現(xiàn)全空間透明仿真，不占用用戶任何資源。其軟件包含了用于優(yōu)化的C/C++編譯器、源碼編輯器、項(xiàng)目構(gòu)建環(huán)境、調(diào)試器、描述器以及多種其他功能等。在CCS集成開發(fā)環(huán)境下可完成應(yīng)用開發(fā)流程的每個(gè)步驟。CCS開發(fā)環(huán)境支持匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言兩種。TI公司的每個(gè)DSP系列都有對(duì)應(yīng)的一套匯編指令，采用匯編語(yǔ)言編程，效率更高；采用C語(yǔ)言編程比匯編語(yǔ)言容易，可移植性更強(qiáng)。只要實(shí)時(shí)性能滿足要求，通常采用C語(yǔ)言編程。對(duì)于實(shí)時(shí)性要求非常高的應(yīng)用場(chǎng)合，則可采用匯編語(yǔ)言編程或混合編程。CCS開發(fā)環(huán)境下的DSP開發(fā)過(guò)程如下:(1)打開CCS，新建工程，并完成包括DSP芯片型號(hào)選擇在內(nèi)的所有設(shè)置與配置。(2)新建文件，并采用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫用戶程序。(3)采用C編譯器(CCompiler)將用戶程序轉(zhuǎn)換成與DSP型號(hào)對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言代碼。(4)使用匯編器(Assemble)將匯編語(yǔ)言代碼轉(zhuǎn)換為可重新定位的COFF目標(biāo)文件。(5)使用鏈接器(Linker)將可重新定位的COFF文件轉(zhuǎn)換為單個(gè)可執(zhí)行的COFF目標(biāo)模塊。由用戶編寫的鏈接器偽指令將目標(biāo)文件段結(jié)合在一起，指定段或符號(hào)放置的地址或存儲(chǔ)器區(qū)域。通過(guò)CCS開發(fā)環(huán)境設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)步驟(3)~(5)的自動(dòng)執(zhí)行。(6)通過(guò)仿真器(XDS)對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。(7)將調(diào)試好的程序下載到DSP目標(biāo)板，然后脫機(jī)運(yùn)行。如果EPROM編程器與COFF文件不兼容，可采用轉(zhuǎn)換工具將其轉(zhuǎn)換為所需要的格式。2)VisualDSP++VisualDSP++是另一家有影響力的DSP生產(chǎn)廠家ADI公司針對(duì)ADI公司DSP器件開發(fā)的軟件開發(fā)平臺(tái)，支持ADI公司BF60x之外的所有系列DSP處理器，包括Blackfin系列和ADSP21XX系列定點(diǎn)處理器、SHARC系列和TigerSHARC系列浮點(diǎn)處理器的各種型號(hào)處理器。VisualDSP++采用直觀的、易于使用的用戶界面，通過(guò)圖形窗口的方式與用戶進(jìn)行信息交換。VisualDSP++集成了集成開發(fā)環(huán)境(IDE)和調(diào)試器(Debugger)兩大部分，簡(jiǎn)稱為集成開發(fā)與調(diào)試環(huán)境(IDDE)，為用戶提供了更強(qiáng)大的程序開發(fā)和調(diào)試功能。VisualDSP++具有靈活的管理體系，為處理器應(yīng)用程序和項(xiàng)目的開發(fā)提供了一整套工具。VisualDSP++開發(fā)工具包中集成了開發(fā)DSP程序所需要的各種工具組件，包括集成開發(fā)和調(diào)試環(huán)境(IDDE)、帶有實(shí)時(shí)運(yùn)行庫(kù)的C/C++語(yǔ)言最優(yōu)化編譯器、匯編程序、鏈接器、預(yù)處理器和檔案庫(kù)、程序加載器、分割器、模擬器、EZ-KITLite評(píng)估系統(tǒng)、仿真器等。對(duì)于開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，除了模擬器與EZ-KITLite評(píng)估系統(tǒng)以外，其他組件是DSP開發(fā)的基本組件。7.射頻仿真軟件由于微波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，電路指標(biāo)要求越來(lái)越高，電路功能越來(lái)越多和電路尺寸越做越小，而設(shè)計(jì)周期卻越來(lái)越短，使得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已不能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要，因此使用微波EDA軟件進(jìn)行微波元器件與微波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已成為微波電路設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。常用的微波EDA仿真軟件主要有ADS、Sonnet電磁仿真軟件、IE3D和Microwaveoffice等仿真軟件，下面將簡(jiǎn)單進(jìn)行介紹。1)ADS仿真軟件ADS(AdvancedDesignSystem)仿真軟件是美國(guó)安捷倫公司開發(fā)的大型綜合設(shè)計(jì)軟件，該軟件為系統(tǒng)和電路工程師提供從離散射頻/微波模塊到集成MMIC的各種形式的射頻設(shè)計(jì)。該軟件可以在微機(jī)上運(yùn)行，該軟件還提供了一種新的濾波器設(shè)計(jì)向?qū)В煞治龊途C合射頻/微波電路濾波器,并可提供對(duì)平面電路進(jìn)行場(chǎng)分析和優(yōu)化的功能。該軟件可根據(jù)給定的頻率范圍、材料特性、參數(shù)數(shù)量和用戶需要自動(dòng)產(chǎn)生無(wú)源器件。該軟件涵蓋了小至元器件，大到系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)和分析。尤其是其強(qiáng)大的仿真設(shè)計(jì)手段可在時(shí)域或頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字或模擬、線性或非線性電路的綜合仿真分析與優(yōu)化，并可對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行成品率分析與優(yōu)化，從而大大提高復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)效率，使之成為設(shè)計(jì)人員的有效工具。2)Sonnet仿真軟件Sonnet是一種基于矩量法的電磁仿真軟件，主要用于微波、毫米波頻段的電路設(shè)計(jì)以及電磁兼容/電磁干擾設(shè)計(jì)。SonnetTM用于平面高頻電磁場(chǎng)分析，頻率從1MHz到幾千GHz。Sonnet的主要應(yīng)用有:微帶匹配網(wǎng)絡(luò)、微帶電路、微帶濾波器、帶狀線電路、帶狀線濾波器、過(guò)孔、偶合線分析、PCB板電路分析、PCB板干擾分析、橋式螺線電感器、平面高溫超導(dǎo)電路分析、毫米波集成電路(MMIC)設(shè)計(jì)和分析、混合匹配的電路分析、HDI和LTCC轉(zhuǎn)換、單層或多層傳輸線的精確分析、多層的平面電路分析、單層或多層的平面天線分析、平面天線陣分析、平面偶合孔的分析等。3)IE3D仿真軟件IE3D也是一個(gè)基于矩量法的電磁場(chǎng)仿真工具，主要用于分析多層介質(zhì)環(huán)境下的三維金屬結(jié)構(gòu)的電流分布。它利用積分的方式求解Maxwell方程組，以解決電磁波的不連續(xù)性效應(yīng)、耦合效應(yīng)以及輻射效應(yīng)問(wèn)題。IE3D在微波/毫米波集成電路(MMIC)、RF印制板電路、微帶天線、線天線和其他形式的RF天線、HTS電路及濾波器、IC的內(nèi)部連接和高速數(shù)字電路封裝等方面的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常有用的工具。4)Microwaveoffice仿真軟件MicrowaveOffices仿真軟件主要用于射頻和微波電路的設(shè)計(jì)。由全球高頻電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件供應(yīng)商AWR公司推出，是一種面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)，包括從設(shè)計(jì)概念到實(shí)現(xiàn)實(shí)際結(jié)構(gòu)所需的所有工具，且這些工具集成在一個(gè)獨(dú)立的、便于操作的環(huán)境中。MicrowaveOffice軟件包括線性和非線性線路模擬器、EM分析工具、版圖對(duì)示意圖的檢查、統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)能力和嵌入式(DRC)數(shù)據(jù)記錄控制器的參數(shù)單元數(shù)據(jù)庫(kù)等所有必要的技術(shù)。MicrowaveOffice軟件通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和包括所有設(shè)計(jì)域的設(shè)計(jì)環(huán)境，可縮小高頻設(shè)計(jì)過(guò)程與已存在的設(shè)計(jì)方法在理論上的差距，也可增強(qiáng)系統(tǒng)規(guī)范與電路性能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于考慮了整個(gè)高頻非理想系統(tǒng)、電路、布線、封裝以及電路板實(shí)現(xiàn)的影響，因此采用該軟件設(shè)計(jì)的產(chǎn)品其研制周期大大縮短。MicrowaveOffice軟件具有強(qiáng)大的時(shí)域與頻域分析能力和電磁分析能力，且與Sonnet軟件互用性好，該軟件已成為毫米波集成電路設(shè)計(jì)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。1.5電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料查找1.5.1整體方案設(shè)計(jì)資料查找在電子系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)階段，一般要弄清楚四個(gè)方面的問(wèn)題:(1)整個(gè)系統(tǒng)的工作原理。(2)到目前為止有哪些已采用過(guò)的算法與整體方案。(3)在算法實(shí)現(xiàn)與整體設(shè)計(jì)中要采用哪些主要的技術(shù)手段。(4)當(dāng)前同類電子系統(tǒng)的技術(shù)水平或性能價(jià)格比評(píng)價(jià)。通過(guò)這四個(gè)方面的研究，達(dá)到對(duì)電子系統(tǒng)總體上初步了解的目的，并可對(duì)電子系統(tǒng)的可行性有一個(gè)初步判斷。圍繞這四個(gè)方面的內(nèi)容，其資料查找可采用以下方法進(jìn)行。1.由教科書查找電子系統(tǒng)原理性資料如果設(shè)計(jì)者面對(duì)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課題不是原創(chuàng)性的新系統(tǒng)，而是在已有類似產(chǎn)品的前提下的仿造、改造或新型號(hào)設(shè)計(jì)，即電子系統(tǒng)的工作原理已公開，應(yīng)首先查找與該電子系統(tǒng)有關(guān)的專業(yè)教科書。專業(yè)教科書的特點(diǎn)是其內(nèi)容和深度都是經(jīng)本專業(yè)專家集體審定的，內(nèi)容比較全面。但一般教科書在講述電子系統(tǒng)時(shí)，只注重原理介紹，往往不涉及技術(shù)細(xì)節(jié)，并且不同時(shí)期的教科書側(cè)重點(diǎn)有所區(qū)別，為了全面弄清楚電子系統(tǒng)的工作原理，多查找?guī)妆鞠嚓P(guān)的書籍也是很有必要的。2.從設(shè)備專著和期刊中深入了解設(shè)備的原理在中文科技書籍中，有對(duì)某一種設(shè)備、系統(tǒng)進(jìn)行全面深入闡述的，也有對(duì)其中的某一部分進(jìn)行專題闡述的，它們統(tǒng)稱為專著。針對(duì)專用電子設(shè)備的專著，通過(guò)中國(guó)圖書館圖書分類法可以很方便地找到它們?cè)趫D書館中的索引號(hào)。通常這類專著的書名往往會(huì)有電子設(shè)備的名稱，利用檢索工具可以很方便地找到所需要的書籍。從科技期刊中也能查找到電子設(shè)備原理、組成、相關(guān)算法等方面的資料?？萍计诳械囊恍W(xué)術(shù)論文較快地反映了某一電子設(shè)備或系統(tǒng)的研制信息，包括原理、算法、整體方框圖以及技術(shù)指標(biāo)等內(nèi)容。科技期刊上的文章反映的是國(guó)際與國(guó)內(nèi)最近研究成果，具有先進(jìn)性。有的文章是對(duì)國(guó)內(nèi)外某一設(shè)備的性能或發(fā)展的綜合性評(píng)述，有助于設(shè)計(jì)人員了解某一設(shè)備的科技發(fā)展情況。3.通過(guò)查找國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)明確對(duì)電子設(shè)備的規(guī)范性要求國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定有利于產(chǎn)品質(zhì)量的控制，可保證設(shè)備的通用性和零配件的互換性，也有利于設(shè)備的推廣。標(biāo)準(zhǔn)有強(qiáng)制性與建議性之分，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷更改與完善。有時(shí)新標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)不但要反映出技術(shù)的新進(jìn)展，還要兼容以往老標(biāo)準(zhǔn)。一些電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)的電參數(shù)等都有明確要求。甚至有些標(biāo)準(zhǔn)不但對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了要求，還相應(yīng)地建立了系統(tǒng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)測(cè)試方法、使用的儀表及性能都有明確規(guī)定。4.通過(guò)查找市場(chǎng)現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)說(shuō)明了解當(dāng)前技術(shù)水平和性價(jià)比情況在電子系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)階段，首先要搞清楚技術(shù)指標(biāo)的可行性，而判斷可行性的一種快捷方法就是查找目前市場(chǎng)上同類設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)與價(jià)格。產(chǎn)品說(shuō)明書中有其技術(shù)指標(biāo)。通常大型正規(guī)生產(chǎn)廠家都制定有廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，且廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)一般高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以保證出廠產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品說(shuō)明書上標(biāo)出的技術(shù)指標(biāo)不應(yīng)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)了解技術(shù)指標(biāo)，可以了解、比較現(xiàn)在上市設(shè)備的技術(shù)水平，為電子系統(tǒng)的可行性提供判斷依據(jù)。1.5.2單元電路方案設(shè)計(jì)資料查找電子系統(tǒng)的整體方案確定后，各類電信號(hào)的采集、存儲(chǔ)、運(yùn)算、處理、傳輸和控制需要通過(guò)設(shè)計(jì)各種電子電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一階段的設(shè)計(jì)工作稱為單元電路方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單元電路之前需要查閱相關(guān)資料。在查閱單元電路資料時(shí)，可根據(jù)不同的查閱目的從教科書、專著、科技期刊、電路手冊(cè)、專利、元器件手冊(cè)以及以前研制項(xiàng)目的資料等方面去查找。1.原理性電路資料查找單元電路設(shè)計(jì)的第一步就是選擇合適的電路類型與結(jié)構(gòu)，而選擇電路類型與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)就是對(duì)各種電路工作原理的了解。專業(yè)教材大都會(huì)全面介紹各種典型電路的工作原理，從這些教材中了解電路工作原理，并選擇合適的電路是最基本的方法。2.實(shí)用性電路資料查找有許多專著性的書籍在電路的理論性與實(shí)用性兩方面都進(jìn)行了詳細(xì)闡述，包括原理概述、設(shè)計(jì)公式、參數(shù)選取、應(yīng)用細(xì)節(jié)以及典型實(shí)用電路等內(nèi)容。3.基于集成器件手冊(cè)對(duì)應(yīng)用電路與參數(shù)的查找生產(chǎn)集成電路的廠家在給出集成器件功能與參數(shù)的同時(shí)，幾乎都給出了該器件一些典型的應(yīng)用電路與外圍電路器件的參數(shù)值。器件手冊(cè)上的參考電路有助于該器件在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，手冊(cè)給出的外圍器件參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)者通常具有重要的參考價(jià)值。4.從科技期刊與專利中查找科技期刊中不但有某一設(shè)備的構(gòu)成原理、整機(jī)方案，而且有些論文還會(huì)給出具體電路，或者盡管有些論文未給出具體電路，但會(huì)給出設(shè)計(jì)電路的思路，因此，科技期刊也是單元電路設(shè)計(jì)參考資料的重要來(lái)源。另外，專利也是查找單元電路資料的重要來(lái)源。1.5.3元器件資料查找查找元器件資料的目的主要有以下幾個(gè)方面:(1)查詢某類元器件的工作原理。(2)查找該器件的典型應(yīng)用電路。(3)根據(jù)電路功能和參數(shù)需求查找合適的元器件型號(hào)。(4)根據(jù)已知元器件型號(hào)查找元器件的功能與參數(shù)。(5)已知元器件型號(hào)與參數(shù)查找替代的元器件。元器件資料的查找可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、元器件手冊(cè)以及廠商提供的數(shù)據(jù)光盤等幾種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。1.元器件基本工作原理的查找對(duì)于應(yīng)用電子技術(shù)解決實(shí)踐需求的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，是以使用元器件為目的的。有關(guān)電子元器件原理的資料可通過(guò)實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)類教材和以應(yīng)用為目的的專業(yè)書籍，以及生產(chǎn)廠家提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)(Datasheet)來(lái)查找。2.替代元器件資料的查找元器件是有生命周期的，一般要經(jīng)歷新產(chǎn)品試用期、推廣期、衰退期，直到停產(chǎn)。停產(chǎn)后的元器件難以買到，此外，由于貨源關(guān)系，也可能導(dǎo)致買不到原來(lái)型號(hào)的器件，再就是有了更新、更好且與原來(lái)型號(hào)兼容的新器件。在這種情況下，往往要通過(guò)查閱資料來(lái)尋找替代的元器件。元器件的替代一方面可通過(guò)在專門的替代手冊(cè)中尋找，另一方面在已知原有器件的功能與參數(shù)的條件下，也可從一般手冊(cè)中尋找。在尋找替代元器件時(shí)要注意以下兩點(diǎn):(1)管腳的兼容性。在尋找替代元器件時(shí)首先要考慮替代元器件的管腳是否與原元器件的管腳一致，不一致將會(huì)給元器件的安裝帶來(lái)麻煩。(2)參數(shù)的區(qū)別。有些器件管腳和功能是兼容的，但器件的電路參數(shù)存在差別，在替代前要分析參數(shù)指標(biāo)是否滿足要求。最后需要特別強(qiáng)調(diào)的是，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)具有重要的作用，無(wú)論是整體方案設(shè)計(jì)資料的查找，還是單元電路方案設(shè)計(jì)資料的查找以及元器件資料的查找，都可以將互聯(lián)網(wǎng)作為首選渠道。2.1電子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

2.2電子系統(tǒng)主要性能指標(biāo)

2.3發(fā)射機(jī)組成與性能指標(biāo)

2.4接收機(jī)組成與性能指標(biāo)

2.5分貝及其應(yīng)用2.1電子系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)2.1.1傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)對(duì)于通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō),按照傳遞信息的媒質(zhì)不同,可以分為有線通信系統(tǒng)與無(wú)線通信系統(tǒng);按照傳輸?shù)氖悄M信號(hào)還是數(shù)字信號(hào),可以分為模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)。由于數(shù)字通信體制具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸差錯(cuò)可以控制、易于加密且保密性強(qiáng)、便于采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行處理以及可以傳遞各種消息等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)有系統(tǒng)大多采用數(shù)字通信體制。模擬信號(hào)也通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào),采用數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸。另外,由于無(wú)線通信系統(tǒng)相對(duì)于有線通信系統(tǒng)具有受地理?xiàng)l件影響小、安裝架設(shè)方便、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、成本低的優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代通信中大多采用無(wú)線數(shù)字通信體制,例如4G與5G移動(dòng)通信系統(tǒng)就是典型的例子。無(wú)線數(shù)字通信系統(tǒng)傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。信息源的作用是將待傳送的消息轉(zhuǎn)換成電信號(hào),該電信號(hào)輸入到發(fā)射基帶信號(hào)處理單元,發(fā)射基帶信號(hào)處理單元對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。在數(shù)字通信系統(tǒng)中,通常將調(diào)制前與解調(diào)后的信號(hào)稱為基帶信號(hào)。依據(jù)工作環(huán)境與實(shí)現(xiàn)功能的不同,不同系統(tǒng)的發(fā)射基帶信號(hào)處理單元的組成也不同。對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō),該單元最基本的功能就是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該變換屬于信源編碼的范疇,也是信源編碼的任務(wù)之一。除此之外,信源編碼的主要任務(wù)還包括減少冗余信息,提高數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)挠行??？蓪⒛?數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換模塊看成是最簡(jiǎn)單的信源編碼裝置。為了滿足模/數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)模擬電信號(hào)的幅度要求,通常會(huì)將信號(hào)調(diào)理模塊放在轉(zhuǎn)換器之前。需要說(shuō)明的是,信源編碼要完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換與提高數(shù)字信號(hào)傳輸有效性兩大任務(wù),僅采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。目前主要采用信號(hào)波形與特征提取相結(jié)合的方式來(lái)表達(dá)模擬信號(hào)的有用信息,并完成信源編碼,以實(shí)現(xiàn)信源編碼的兩大任務(wù)。對(duì)于傳輸信道不穩(wěn)定的數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)(如移動(dòng)通信系統(tǒng)),突發(fā)干擾會(huì)導(dǎo)致某一時(shí)間段傳輸誤碼率高的問(wèn)題,為了減小這方面的影響,在發(fā)射基帶信號(hào)處理單元需要有塊交織單元。對(duì)于有保密要求的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),需要有加密單元。為了減小信道干擾的影響,需要有信道編碼單元。通過(guò)以上簡(jiǎn)單分析可以看出,發(fā)射基帶信號(hào)處理單元根據(jù)具體系統(tǒng)的需要可由信號(hào)調(diào)理、信源編碼、塊交織、加密以及信道編碼中的一部分或幾部分組成。信號(hào)調(diào)理與模/數(shù)轉(zhuǎn)換為發(fā)射基帶信號(hào)處理單元最簡(jiǎn)單、最基本的組成部分。由發(fā)射基帶信號(hào)處理單元輸出的信號(hào)為幅值離散的電平序列,即數(shù)字信號(hào)。由于幅值離散的電平序列具有較低的頻譜分量,一般不能直接作為無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào),必須將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成其頻帶適合信道傳輸?shù)男盘?hào),該功能由信號(hào)調(diào)制單元實(shí)現(xiàn)。信號(hào)調(diào)制單元將要傳輸?shù)男畔⒓耐性陬l率較高的電信號(hào)的某一參量上,這個(gè)攜帶有傳輸信息的信號(hào)稱為已調(diào)制信號(hào)。對(duì)于二進(jìn)制傳輸系統(tǒng)來(lái)說(shuō),根據(jù)攜帶傳輸信息的電參量不同,已調(diào)制信號(hào)分為振幅鍵控(ASK)信號(hào)、頻移鍵控(FSK)信號(hào)以及相移鍵控(PSK)信號(hào),其傳輸信息分別包含在已調(diào)制信號(hào)的振幅、頻率以及相位之中。如果調(diào)制器直接將要傳輸?shù)男畔⒄{(diào)制到適合無(wú)線傳輸?shù)纳漕l載波的電參量上,則將調(diào)制器的輸出進(jìn)行射頻放大與功率放大后,由發(fā)射天線發(fā)射即可。對(duì)于上面的例子來(lái)說(shuō),當(dāng)接收端接收的是頻率為f1的信號(hào)時(shí),將得到數(shù)字信息“1”,而當(dāng)接收的是頻率為f2的信號(hào)時(shí),將得到數(shù)字信息“0”。在實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)中,幾乎不采用這種直接調(diào)制的方案,取而代之的是圖2.1所示的超外差結(jié)構(gòu),即采用多次混頻的方式,將輸入信號(hào)上變頻到射頻載波上。其主要原因是:一個(gè)通信系統(tǒng)通?？梢栽诙鄠€(gè)波道上工作,當(dāng)改變工作波道時(shí),采用直接調(diào)制的方案,信號(hào)調(diào)制器以及后續(xù)單元電路都需要改變,以適應(yīng)不同的工作頻率,這在工程上顯然是無(wú)法接受的。在同樣的情況下當(dāng)采用的是超外差結(jié)構(gòu)時(shí),通過(guò)改變第一本地振蕩器的頻率控制字即可實(shí)現(xiàn)波道的改變,硬件不需要作任何調(diào)整。也就是說(shuō),采用超外差結(jié)構(gòu)給工程實(shí)現(xiàn)提供了方便。采用多次混頻的另一原因是,采用多次帶通濾波濾除混頻后不需要的頻譜分量比采用一次帶通濾波在工程上更容易實(shí)現(xiàn)。信號(hào)調(diào)制器輸出的已調(diào)制信號(hào)與第二本地振蕩器輸出的頻率為fL2的本振信號(hào)進(jìn)行第一次上混頻,輸出頻率為fI的中頻調(diào)制信號(hào),已調(diào)制信號(hào)的頻譜被搬移到以fI為中心的頻帶上。由于混頻器輸出的中頻信號(hào)的中心頻率fI比輸入信號(hào)的中心頻率高,所以稱為上混頻。該中頻頻率與系統(tǒng)工作波道無(wú)關(guān)。也就是說(shuō),無(wú)論系統(tǒng)工作在哪一個(gè)波道,第一次上混頻后輸出的中頻頻率為常數(shù),以簡(jiǎn)化工程實(shí)現(xiàn)。在混頻器的輸出信號(hào)中,由于中心頻率分別為本振與輸入信號(hào)中心頻率之和與之差(簡(jiǎn)稱和頻與差頻),這兩個(gè)頻帶上均包含相同的有用信號(hào)頻譜,因此發(fā)射機(jī)在混頻后需要采用帶通濾波器濾除不需要的頻譜分量,以保留以和頻為中頻的已調(diào)制信號(hào)。經(jīng)濾波后的信號(hào)為了滿足第二次混頻對(duì)信號(hào)幅度的要求,需進(jìn)行放大處理。與第一次混頻的工作原理相同,放大后的中心頻率為fI的中頻調(diào)制信號(hào)與第一本地振蕩器輸出的頻率為fL1的本振信號(hào)進(jìn)行第二次上混頻,并通過(guò)帶通濾波與放大處理,輸出中心頻率為和頻fC的已調(diào)制射頻信號(hào)。這樣,經(jīng)過(guò)兩次混頻,信號(hào)頻譜就從不適合無(wú)線傳輸?shù)牡皖l頻段搬移到適合無(wú)線傳輸?shù)纳漕l頻段上。需要說(shuō)明的是,當(dāng)系統(tǒng)工作波道不同時(shí),輸出射頻信號(hào)的中心頻率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。為了滿足系統(tǒng)所有工作波道的要求,第二次混頻后的帶通濾波器的帶寬需覆蓋系統(tǒng)所有射頻范圍。要保證系統(tǒng)在整個(gè)工作區(qū)域內(nèi)正常工作,僅僅對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅度放大是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大。經(jīng)功率放大器進(jìn)行功率放大后達(dá)到設(shè)計(jì)功率要求的射頻信號(hào)再經(jīng)雙工器以及射頻電纜或波導(dǎo)饋送到發(fā)射天線,最后由全向天線或方向天線以電磁波的形式向空中輻射。到此為止,就實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的發(fā)射與傳輸。電磁波在空間的傳播隨著距離的增加會(huì)逐漸衰減,這樣接收機(jī)的接收天線感應(yīng)的信號(hào)功率會(huì)隨著發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的距離不同而發(fā)生變化。當(dāng)兩者的距離較近時(shí),接收信號(hào)的功率就大,反之就小。在設(shè)計(jì)接收機(jī)時(shí),必須保證接收的信號(hào)功率在某一范圍內(nèi)變化時(shí)接收機(jī)都能正常接收信號(hào)。衡量該特性的指標(biāo)為系統(tǒng)工作的動(dòng)態(tài)范圍、接收機(jī)靈敏度等參數(shù)。接收天線感應(yīng)的信號(hào)經(jīng)射頻電纜或波導(dǎo)、雙工器后,送到帶通濾波器,濾除帶外加性噪聲,以提高信噪比。由于接收信號(hào)很弱,要求射頻電纜或波導(dǎo)、雙工器以及帶通濾波器的損耗要盡量小,因此在某些場(chǎng)合會(huì)將包括前置放大器以及主放大器在內(nèi)的部件都安裝在靠近天線的位置,以減小射頻電纜或波導(dǎo)對(duì)天線感應(yīng)信號(hào)的衰減。帶通濾波器輸出的信號(hào)經(jīng)前置放大器與主放大器放大后送到第一混頻器,進(jìn)行第一次下混頻,然后輸出中頻調(diào)制信號(hào)。前置放大器要求為低噪聲放大器(LNA),這是由于放大器在放大微弱信號(hào)時(shí),自身的噪聲對(duì)信號(hào)會(huì)產(chǎn)生較大干擾,為減小自身噪聲對(duì)放大器輸出信噪比的不利影響,要求放大器產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡量低。如果前置放大器不是低噪聲放大器的話,可能會(huì)出現(xiàn)自身產(chǎn)生噪聲的幅度大于經(jīng)放大后的信號(hào)幅度的情況,導(dǎo)致有用信號(hào)被完全淹沒在噪聲之中,無(wú)法獲取有用信號(hào)。在設(shè)計(jì)低噪聲放大器時(shí)要特別兼顧增益與噪聲系數(shù)兩項(xiàng)指標(biāo),低噪聲放大器的放大倍數(shù)一般在10~20倍左右。主放大器對(duì)信號(hào)起主要放大作用,與前置放大器相比,主放大器對(duì)噪聲系數(shù)的要求要寬松得多,而對(duì)增益往往要求比較大。在接收機(jī)端,為了保證第一混頻器輸出的中頻頻率不隨工作波道發(fā)生變化,以達(dá)到后續(xù)單元電路通用性的目的,要求第一本地振蕩器頻率應(yīng)隨著選擇的波道發(fā)生變化。該要求可根據(jù)工作波道而設(shè)置相應(yīng)的頻率控制字來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外,第一混頻器輸出的中頻頻率需要精心設(shè)計(jì),一方面用于減小干擾哨聲的影響,另一方面用于減小后面帶通濾波器的工程實(shí)現(xiàn)難度,通常相對(duì)帶寬太寬或太窄的帶通濾波器在工程上都比較難實(shí)現(xiàn)。由于在接收機(jī)中混頻器輸出信號(hào)頻率比輸入信號(hào)頻率低,所以,接收機(jī)中的混頻器也稱為下混頻器。與發(fā)射機(jī)中的混頻器一樣,混頻輸出的和頻與差頻兩個(gè)中心頻率附近均包含相同的有用信號(hào)頻譜,接收機(jī)為了得到第一中頻為差頻的有用信號(hào),同樣需要對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行帶通濾波與放大處理。為了滿足系統(tǒng)大動(dòng)態(tài)范圍的要求,該放大器通常為對(duì)數(shù)放大器。經(jīng)帶通濾波與放大后輸出的第一中頻已調(diào)制信號(hào)被送到第二混頻器,完成二次混頻,進(jìn)一步降低中頻頻率,并再次經(jīng)帶通濾波與放大后,輸出第二中頻已調(diào)制信號(hào)。該信號(hào)在解調(diào)器單元完成對(duì)信號(hào)的解調(diào),解調(diào)后的信號(hào)經(jīng)低通濾波輸出基帶信號(hào)。到此為止,有用信號(hào)的頻譜就搬移到了低頻上。接收基帶信號(hào)處理單元的組成與發(fā)射基帶信號(hào)處理單元的組成相對(duì)應(yīng),比如發(fā)射基帶信號(hào)處理單元由加密與信道編碼模塊組成,則接收基帶信號(hào)處理單元一定包含信道譯碼與解密模塊,且組成順序相反。另外,在復(fù)雜電磁環(huán)境下接收的信號(hào)中會(huì)存在干擾,為了有效抑制干擾的影響,在接收基帶信號(hào)處理單元通常還會(huì)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理。接收基帶信號(hào)處理單元的輸出經(jīng)換能裝置后供受信者接收,以獲取發(fā)送者的信息。揚(yáng)聲器就是一種最常見的將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波的換能裝置。2.1.2基于軟件無(wú)線電的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)自1992年由MILTRE公司的JeoMitola提出軟件無(wú)線電(SoftwareRadio)或稱為軟件可定義的無(wú)線電以來(lái),軟件無(wú)線電就一直引起人們的廣泛關(guān)注,經(jīng)過(guò)多年研究已取得了引人注目的進(jìn)展。特別是相應(yīng)套片的研制使得軟件無(wú)線電在軍事通信、個(gè)人通信、雷達(dá)等諸多領(lǐng)域已進(jìn)入實(shí)用階段。軟件無(wú)線電是無(wú)線通信領(lǐng)域的一種新的通信體系結(jié)構(gòu),它以現(xiàn)代通信理論為基礎(chǔ),以數(shù)字信號(hào)處理為核心,以微電子技術(shù)為支撐,其基本思想是以開放性、可擴(kuò)展性、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)的硬件為通用平臺(tái),把盡可能多的硬件功能模塊用可升級(jí)、可替換的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件無(wú)線電所具有的極強(qiáng)的靈活性和開放性等特點(diǎn)使得它成為電子系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。軟件無(wú)線電的發(fā)展目標(biāo)之一就是使A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換盡量靠近天線,減少模擬信號(hào)處理環(huán)節(jié),提高通道的公用性。但考慮到實(shí)際電子系統(tǒng)的復(fù)雜性、成本以及器件水平(帶寬、速度等)等因素,目前A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換基本上均在二次中頻上實(shí)現(xiàn),即采用一種超外差式的軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu),其組成框圖如圖2.2所示。隨著DSP處理速度的提高,圖中數(shù)字下變頻(DDC)單元和數(shù)字上變頻(DUC)單元將由DSP處理機(jī)實(shí)現(xiàn)。圖2.2與圖2.1相比,其差別主要體現(xiàn)在對(duì)頻率低于二中頻信號(hào)(包括基帶信號(hào))的處理上:第一,傳統(tǒng)電子系統(tǒng)中的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換是針對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行的,而軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)是直接對(duì)中頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換;第二,對(duì)于不同調(diào)制方式信號(hào)的產(chǎn)生與解調(diào),傳統(tǒng)電子系統(tǒng)由不同硬件電路實(shí)現(xiàn),而軟件無(wú)線電結(jié)構(gòu)由DDC、DUC、DSP處理機(jī)統(tǒng)一完成,也就是說(shuō),基于軟件無(wú)線電的結(jié)構(gòu)通用性更強(qiáng),不同的調(diào)制方式通過(guò)調(diào)用不同的軟件模塊即可實(shí)現(xiàn)。2.2電子系統(tǒng)主要性能指標(biāo)電子系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)也稱為電子系統(tǒng)的主要質(zhì)量指標(biāo),它們是從整個(gè)電子系統(tǒng)上綜合提出或規(guī)定的,主要性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在評(píng)述一個(gè)電子系統(tǒng)或者項(xiàng)目外協(xié)時(shí),均與電子系統(tǒng)的主要指標(biāo)密切相關(guān),否則就無(wú)法衡量電子系統(tǒng)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。一般來(lái)說(shuō),電子系統(tǒng)功能與工作環(huán)境不同,其要求的性能指標(biāo)的種類與具體指標(biāo)會(huì)存在很大差別。顯然,在主要技術(shù)指標(biāo)中,前者不包括誤碼率,后者不包括測(cè)量精度?？紤]到性能指標(biāo)是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,同時(shí)不同電子系統(tǒng)的性能指標(biāo)又存在很大差異,這里僅介紹電子系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)以及個(gè)別經(jīng)常用到的指標(biāo),各個(gè)組成模塊或組成單元的技術(shù)指標(biāo)將在相應(yīng)章節(jié)進(jìn)行介紹。在設(shè)計(jì)某一具體電子系統(tǒng)的整體技術(shù)指標(biāo)時(shí),可以在本節(jié)技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)充與完善。1.系統(tǒng)工作區(qū)系統(tǒng)工作區(qū)是指電子系統(tǒng)在正常工作條件下,系統(tǒng)能夠可靠實(shí)現(xiàn)滿足指標(biāo)要求的預(yù)定功能的最大可作用空間。系統(tǒng)工作區(qū)主要用來(lái)表示系統(tǒng)正常工作的覆蓋范圍。正確理解系統(tǒng)工作區(qū)要注意以下幾點(diǎn):(1)工作區(qū)的前提條件是電子系統(tǒng)工作正常,即電子系統(tǒng)狀況良好,工作環(huán)境滿足要求。(2)在系統(tǒng)工作區(qū)內(nèi)任何位置工作時(shí)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能,且性能指標(biāo)滿足規(guī)定值或設(shè)計(jì)值要求。(3)實(shí)現(xiàn)的功能與達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)要穩(wěn)定可靠,不隨時(shí)間發(fā)生變化。(4)系統(tǒng)工作區(qū)是一個(gè)三維立體空間,其區(qū)域的大小通常由發(fā)射功率、接收靈敏度、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍、天線形狀與增益、測(cè)量精度(或誤碼率)以及工作頻率等因素確定,有時(shí)也用最大作用距離來(lái)表示系統(tǒng)的工作區(qū)。2.頻率范圍頻率范圍由電子系統(tǒng)正常工作的最低頻率到最高頻率的范圍構(gòu)成。有些電子系統(tǒng)按求設(shè)計(jì)成在一定頻率范圍內(nèi)工作,有些系統(tǒng)則只能工作在某一固定的中心頻率上。依據(jù)電子系統(tǒng)的工作環(huán)境與覆蓋范圍不同,有的系統(tǒng)的頻率范圍分布在