一种基于全国产器件的PCI-e短波接收机的设计方法

赵一超

摘要：随着中美贸易战的烈度加剧，以美国为首的西方国家联盟，会对我国实行严格的出口限制政策。以美国为例，制定了严格的政策和相关措施限制高新技术及产品出口. 美国商务部制定了商品管制清单（Commerce Control List， CCL），严禁将清单内的电子元器件出口到我国。为保证国家正常科研生产活动能够继续，应用国产器件进行设计的需求是无比迫切的。本文提出了基于全国产器件的短波接收机设计设计方法。 该方案使用的模拟前端、AD以及FPGA芯片均为国产器件，实测结果与设计预期一致，为国产化短波接收设备提供了一种可行的参考方案。

关键词：贸易战;商品管制：短波接收机;国产器件;芯片

中图分类号：TN859     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）20-0165-03

A Design Method for a PCI-e Shortwave Receiver Based on Domestic Devices

ZHAO Yi-chao

（China Research Institute of Radiowave Propagation， Qingdao 266000， China）

Abstract： As the intensity of the trade war between the US and China intensifies， a coalition of Western countries， led by the US， will impose strict export restriction policies on China. The United States， for example， has put in place strict policies and related measures to restrict the export of high technology and products. The US Department of Commerce has established the Commerce Control List （CCL）， which strictly prohibits the export of electronic components from the list to China. In order to ensure the continuation of the country's normal research and production activities， the need for the application of domestically produced devices for design is extremely urgent. This paper proposes a design methodology for the design of shortwave receivers based on nationally produced devices. The analogue front-end， AD and FPGA chips used in the solution are all domestically produced devices. The measured results are in good agreement with the design expectations. This paper provides a feasible reference solution for the localized shortwave receiver.

Key words： trade wars; commodity controls; shortwave receivers; domestic devices; chips

隨着中国经济的走强，高科技日益成为中国经济的增长支柱。与此同时，中国进口芯片金额屡创新高，芯片进口额突破3000亿美元，芯片贸易逆差达3倍之多。在基础元器件受制于人的情况下，国家信息安全和产业经济安全都没有任何保障，实现国产化芯片替代成为当务之急[1]。

从国家安全和产业竞争的角度来说，没有自己的芯片产业，等同于把自己保险箱钥匙和密码交给别人保管[1]。芯片行业作为高精尖产业的代表，能够国产化对于国家安全也具有重大的意义！

广泛的应用也有助于国产芯片厂商对产品进行技术迭代，从可提高产品质量和竞争力[2]。

本文提出了一种基于全国产器件的PCI-e板卡接收机的实现方法。对于相关设计具有很好的示范作用。

1 传统超外差数字接收机设计思路

传统超外差数字接收机传统设计如图1所示。射频信号经过天线接收至模拟混频部分。射频信号在此与本振信号进行混频，随后进行后置抗混叠滤波模块滤掉高频载波即可得到模拟中频信号[3]。

模拟中频信号经过AD转换即可得到所需的数字中频信号。配合相应的数据接口模块即可实现将数据传输至上位机。

2 数字直采接收机

随着科学技术的发展，超高采样速率 A/D 芯片也相继问世。在这种技术形势下，硬件工程师也可以将接收机的设计进行进一步的优化，从而改善产品的性能。本设计在图1设计的基础上进行了改良，用FPGA实现下变频、时序控制以及接口等功能见图2[4]。

相较于传统设计方法，基于FPGA等可编程逻辑器件实现数字下变频（DDC）的设计，不仅在设计上简化了射频前端器件组成，还减少了模拟混频引入的相位误差，提高了产品性能指标。