ytxb-d-01型信标机产品说明书.doc

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1、 产品批号 密级 版本 V1.0 YTXB-D-01 型 高精度多功能信标接收机 产品说明书 标记 更改单号 签名 日期 拟制 宇通信标 审核 批准 共 14 页 标准化 目 录 1 引言 . 3 2 概述 . 3 3 原理概述 . 3 4 性 能 特性 . 4 5 外 形 结构 . 5 6 应 用 框图 . 5 7 接口 . 6 8 AGC 电 压 值 计算 . 6 9 通 信 协 议 和 配 置 方法 . 7 10 维护 . 14 11 成套性 . 15 12 制造商 . 15 2 1 引言 设计严格采用军工级或工业级元器件，设计、生产及测试过程中严格遵循微波组件通用规范标准（ SJ205

2、27A-2003）、军用设备环境测试方法（ GJB150-86）。 2 概述 YTXB-D-01 型高精度多功能信标接收机，具有高精度、多扩展功能、大宽带、灵敏度高和动态范围大等特点。由宇通信标研制生产。主要的功能是将 L 波段（或其他波段）卫星信标信号进行处理，解调出供天线伺服使用的 AGC 和锁定指示，使天线准确的对准卫星。设备对外提供能够检测出设备内部温度的接口。其频率源的特点是：具有 900MHz 带宽内的点频输出，频点可根据信标频率任意设置，设置频率精度为 1kHz。 本信标接收机采用了数字锁相环、大规模集成电路、高性能微处理器及嵌入式实时操作系统，使得该产品具有稳定性高，小巧轻便，

3、人性化的人机界 面。接收机检测斜率准确，可达 0.1dB 的识别精度，易操作、性能稳定、使用方便。 本信标接收机可在 -40 的环境下工作。 3 原理概述 整机的方框图见图 3-1。 模拟电压输出 UageAuxDac射频信号输入伺服通信接口 RS232 模数一体化单元主控单元 F： 0.9GHz1.8GHzRS232 收发器远控通信接口RS232 功分器 P： -100-50dBm 射频信号输出电源输入+15V+24V 电源处理配置芯片晶振晶振 图 3-1 整机原理框图 YTXB-D-01 型信标接收机主要由模数 一体化单元、主控单元、RS232 收发器及相应电源处理单元等组成，各个单元均采

4、用了宽温范围的器件，大量使用了大规模集成电路，并使用高频率稳定度、稳定速度快的温补晶振，从而保证了系统整机的高、低温特性的稳定性。 主要工作原理： L 波段射频信号经过预处理单元对信号进行滤波、差分处理等，送入模数一体化单元，采用零中频技术将射频信号转化为比特流数据，同时信号幅度信息经由内部 3 数模转换器转换为电压信号输出。 使用时，通过串口界面设置各种工作参数，当参数设置好后，通过RS232 接口传给主控单元，由主控单元完 成频率、AGC 斜率等设置。 4 性能特性 产品精度高，数字输出基本上没有变化。 产品有温度修正，产品在 -4080 的时候输出没有变化。（非标） 频率精度非常高，可以

5、检测 1PPm 的精度，国内其他家差异很大， 处理速度非常快，一个完整的信号处理周期为 3ms ; 频率步进可以是 1KHz 输入功率范围可调整，比如只关心： -50- -80dBm 这段，产品可以只关注这段。 斜率可调。即输出电压与输入信号直接可以是相关倍率关系。 高信噪比：C/N046dBc/Hz 产品的输出是线性的 。产品重复性也非常好 输入频率： 0.9GHz 1.8GHz（或者其他频率也可以） 输入功率范围： -100dBm -50dBm 功分插损： 4dB 功分隔离： 18dB 跟踪体制：最大值跟踪 接收机锁定及解调门限：C/N46dBc/Hz 0 频率稳定度： 1ppm 频率步进

6、：1kHz 频率捕获带宽： 200kHz 捕获时间： 3ms AGC 指示电平输出电压范围： 0 +10V AGC 电压斜率： 0.1 2.0（ 20mV/dB 400mV/dB），步进 0.1 LOCK 锁定指示输出： TTL 电平 (H：锁定 ) 伺服接口（串口 1）： RS232 远控接口（串口 2）： RS232 +15V +24V DC 供电 4 5 外形结构 整机结构尺寸： 90mm60mm25mm。 图 5-1 结构图 6 应用框图 XS04 串口 1XS01LNB 串口2 信标接收机功 AGC 引线输出分器电源输入解调器DB15XS02 图 6-1 应用框图 天线接收到的信号送

7、到LNB， LNB 将不同频段的载波信号下变频到 L 波段进入信标接收机，在信标接收机内 部功分一路给解调器，信标接收机解调出卫星信号幅值信息，通过串口输出，同时送出 AGC 模拟电平信号。 本信标接收机可通过串口 RS232 设置参数，包括接收机频率、AGC 斜率等。 备注： 1) 接收机上电 3 秒后进入正常工作状态。 2) 通过串口完成对信标接收机的参数设置，并对接收机解调参数实时采集显示。 3) 信标接收机命令参数修改一次后掉电保存，包括信标频率、AGC 灵敏度。 5 7 接口 1)、 XS01： 射频输入 备注：出厂默认 XS01无 DC 馈电输出，短接 XS04 的 11 脚和 1

8、2 脚后，XS01 有 +15V 馈电输出。 2)、 XS02：射频输出 用于监视射频信号输入强度 3)、 XS04：数据口（ DB15） DB15（针） 信号 备注 1 POWER 电源输入（ +15V+24V） 2 POWER 3 GND 地 4 GND 地 5 Uamp AGC 引线模拟电压输出 6 LOCKED 跟踪锁定指示 “TTL”电平，锁定为高电平 7 TXD1 信标机 伺服 串口 1：伺服口 8 RXD1 伺服 信标机 9 TXD2 信标机 远控 串口 2：远控口 10 RXD2 远控 信标机 11 NC 悬空 12 NC 悬空 13 GND 地 14 NC 悬空 15 NC

9、悬空 8 AGC 电压值计算 8.1 AGC 引线模拟电压值（ DB15 中第 5 脚）计算 AGC 引线输出电压绝对值是由输入为 -100dBm 时对应的测量电压值为基数，结合 AGC 设置斜率用如下公式计算所得。 AGC 引线电压 = -100dBm 对应的 AGC 电压 + （ 100+当前输入信号dBm） （斜率值） mV/dB 例： -100dBm 对应的AGC 电压 1.1V； 输入信号 -70dBm； 串口设置 AGC灵敏度设置为 1，对应斜率 200mV/dB AGC 电压 = 1.1 + （ 100+（ -70） 0.2 = 7.1V 8.2 AGC 电压串口上报值计算 6

10、AGC 串口上报电压绝对值是由 AGC 设置斜率用如下公式计算所得。 AGC 串口上报电压 = （ 100+当前输入信号 dBm） （斜率值） mV/dB 例： 输入信号 -70dBm； 串口设置 AGC 灵敏度设置为 1，对应斜率 200mV/dB AGC 电压 = （ 100+（ -70） 0.2 = 6V 9 通信协议和配置方法 9.1 串口 1 通信协议（天线控制单元与信标接收机的通信协议） （ 1） 串口 1 传输时序 串口 1 采用 RS232 通信协议，按照 UART 标准：异步， 1 位起始位， 8 位数据， 1 位停止位，无校验，波特率： 115200bps，如下图。 起始位

11、 D5 停止位 D0 D1 D2 D3 D4 D6 D7 图 9-1 串口协议通信格式 （ 2） 串口 1 传输命令和上报列表 序号 命令 说明 a) 无 每 3ms 主动输出一帧数据 b) S 接收机参数配置命令（配置频率、AGC 斜率） c) R 读取接收机配置参数命令 （ 3） 传输命令和上报数据帧格式 信标接收机输出数据帧格式（ 3ms 主动输出一帧数据） 名称 包头 AGC 功率 锁定指示 校验和 包尾 长度 1 字节 4 字节 3 字节 1 字节 1 字节 1字节 数据（ ASCII） “4.50“ “070“ L 数据（ HEX） 0x7B 342E3530 303730 4C

12、0x7D AGC： AGC 电压： ASCII 码， “0.00” “9.99”V。 7 功率：接收机 L 波段输入功率： ASCII 码， -“050” -“100”dBm 。 锁定指示：接收机跟踪锁定指示： ASCII 码， L：锁定， U：未锁定 。 校验和：校验和之前所有字节的相加和，取低 8 位。 S接收机参数配置命令帧格式 名称 包头 命令 信标频率 + AGC 灵敏度 +本振选择 校验和 包尾 长度 7 字节 +3 字节 +1 字节 1 字节 1 字节 1 字节 1 字节 数据 “12250001.0A“ S （ ASCII） 数据（ HEX） F8 0x7B 0x53 31 3

13、2 32 35 30 30 30 31 2e 30 41 0x7D 信标频率： ASCII 码 “1220000 1285000”：本振为A 时， 12200 12850MHz，步进 10KHz， Ku 波段天线接收的信标频率，以 11.25GHz 为第一变本振； “1225000 1290000”：本振为 B 时，12250 12900MHz，步进 10KHz， Ku 波段天线接收的信标频率，以11.3GHz 为第一变本振； “0360000 0420000”：本振为 C 时， 36004200MHz，步进 10KHz， Ku 波段天线接收的信标频率，以 5.15GHz 为第一变本振； “0

14、950000 4200000”：本振为 D 时， 950 4200MHz，步进1KHz，直接进入信标频率。 AGC 灵敏度： ASCII 码， AGC 可调放大倍数：“0.1” “2.0”倍 ,步进 0.1。 本振选择： ASCII 码， 四种本振选择 A 11.25GHz B 11.3GHz C 5.15GHz D NONE 校验和：校验和之前所有字节的相加和，取低 8 位 S接收机应答参数配置命令帧格式 名称 包头 命令 数据 校验和 包尾 长度 1 字节 1 字节 1 字节 1 字节 1 字节 数据 S 1 （ ASCII） 数据（ HEX） 0x7B 0x53 0x31 0x7D 数据

15、：接收机返回的响应， ASCII 码， 1：正确收到数据； 0：未正确收到数据，通信故障；2：设置的参数超出范围。 8 校验和：校验和之前所有字节的相加和，取最低 8 位。 注：天线控制单元命令参数修改一次后掉电保存，包括信标频率、AGC 灵敏度、增益控制和捕获带宽参数。 R读取接收机配置参数命令帧格式 名称 包头 命令 数据 校验和 包尾 长度 1 字节 1 字节 0 字节 1 字节 1 字节 数据（ ASCII） R 无 数据（ HEX） 0x7B 0x52 无 0x7D 校验和：校验和之前所有字节的相加和，取低 8 位 R接收机响应读取配置参数命令帧格式 名称 包头 命令 信标频率 +

16、AGC 灵敏度+本振选择 校验和 包尾 长度 1 字节 1 字节 7 字节 +3 字节 +1 字节 1 字节 1字节 数据（ ASCII） R “12250001.0A“ 数据（ HEX） F7 0x7B 0x52 31 32 32 35 30 30 30 31 2e 30 41 0x7D 信标频率： ASCII 码 “1220000 1285000”：本振为 A 时， 12200 12850MHz，步进 10KHz，Ku 波段天线接收的信标频率，以 11.25GHz 为第一变本振； “12250001290000”：本振为 B 时， 12250 12900MHz，步进 10KHz， Ku 波

17、段天线接收的信 标频率，以 11.3GHz 为第一变本振； “0360000 0420000”：本振为 C 时， 3600 4200MHz，步进 10KHz， Ku 波段天线接收的信标频率，以 5.15GHz 为第一变本振； “0950000 4200000”：本振为 D 时， 9504200MHz，步进 1KHz，直接进入信标频率。 AGC 灵敏度： ASCII 码， AGC可调放大倍数： “0.1” “2.0”倍 ,步进 0.1。 本振选择： ASCII 码， 四种本振选择 A 11.25GHz B 11.3GHz C 5.15GHz D NONE 校验和：校验和之前所有字节的相加和，取低

18、 8 位 （ 4） 串口 1 配置 使用任何一款串口调试助手软件，按图 9-1 设定波特率、数据位、校验位、停止位、流控；然后正确设置当前的串口号，即可接收到信标机每 3ms 发来的数据，如下图 9-1 所 9 示。 图 9-1 串口 1设置与数据接收 在接收机没接任何信号的前提下，接收到的数据 AGC 电压为 0，功率 -100dBm，接收机没锁定。 看到如图 9-1 所示接收数据后可以开始配置信标机的频率和 AGC 斜率，配置方法有如下两种。（对于初使用者建议选用例 2） 例1： (含 LNB 参数配置 ) 设置信标机输入频率为1449MHz， LNB 本振选择 A(11.25GHz)，计

19、算天线端口输入频率为 112500 加 1449 等于 12699MHz。 图 9-2 串口 1 接收配置命令并反馈 10 ASCII S12699001.0A HEX 7b 53 31 32 36 39 39 30 30 31 2e 30 41 09 7d 备注： 7b 对应 53 对应 S 31 32 36 39 39 30 30 对应 1269900(频率 12.699GHz) 31 2e 30 对应 1.0（斜率） 41 对应 A（本振选择为 A 11.25GHz） 09 对应 （校验值用 16 进制加法将 09 以前的数字累加取后两位） 7d 对应 图 9-2 所示反馈 S1，表示正

20、确接收到配置信息。 例 2： (直接配置信标机接收频率 ) 设置信标机输入频率为 1449MHz，本振选择为 D（ NONE）。 图 9-3 串口 1 接收配置命令（无本振、 1449MHz） ASCII S14490001.0D 7b 53 31 34 34 39 30 30 30 31 2e 30 44 03 7d HEX 备注： 7b对应 53 对应 S 31 34 34 39 30 30 30 对应 1449000(频率1.449GHz) 31 2e 30 对应 1.0（斜率） 44 对应 D（本振选择为 D NONE） 11 03 对应 （校验值用 16 进制加法将 03 以前的数字

21、累加取后两位） 7d 对应 9.2串口 2通信协议（远程控制上位机与信标接收机的通信协议） （ 1） 串口2 传输时序 串口 2 采用采用 RS232 通信，按照 UART标准：异步， 1 位起始位， 8 位数据， 1 位停止位，无校验，波特率： 115200bps，如下图。 序号 命令 说 明 备注 接收机参数配置命令（配置频率、 AGC 斜 a) S 同串口 1 率） b) R 读取接收机配置参数命令 同串口 1 c) Z 复位接收机命令 d) Q 查询接收机命令 起始位 D5停止位 D0 D1 D2 D3 D4 D6 D7 图 9-4 串口 2 协议通信格式 串口 2 配置参数的协议同串口 1，无 3ms 主动上报数据。 （ 2） 串口 2 传输命令和上报列表 12 （ 3） 串口 2传输命令和上报数据帧格式 接收机参数配置命令帧格式（同串口 1） 信标接收机响应上位机设置参数命令帧格式（同串口 1） 上位机读取信标接收机参数命令帧格式（同串口 1） 信标接收机响应上位机读取 参数命令帧格式（同串口 1） Z上位机复位信标接收机命令帧格式 名称 包头 命令 数据 校验和 包尾 长度 1 字节 1 字节 0字节 1 字节 1 字节 数据（ ASCII） Z 无 数据（ HEX） 0x7B