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1、PLDCPLDFPGA应用中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2008年第24卷第2-2期文章编号:1008-0570(2008)02-2-0162-02利用FPGA实现的中频信号接收平台ImplementingaPlatformforIFSignalReceivingwithFPGA1李霁野2(1.中国科学院研究生院;2.中国科学院空间科学与应用研究中心)李波LIBOLIJIYE摘要:本文基于XILINX可编程逻辑器件XC4VLX25FPGA开发了一个中频信号接收系统,利用一个可配置的硬
2、件平台实现了模拟信号数字处理的设计,为软件无线电技术的研究提供了一个先进的实验平台。关键字:软件无线电;信号接收;解调;FPGA;AD6644;AD9764中图分类号:TN92文献标识码:BAbstract:TheplatformforIFsignalreceivingisestablishedinthispaperbasedontheXILINXXC4VLX25FPGA.Adesignfordig-italprocessingofanalogsignalisimplementedwithaconf
3、igurablehardware.TheplatformcanbeusedasanadvancedexperimentboardfortheresearchofSoftwareRadio.Keywords:SoftwareRadio,signalreceiving,demodulate,FPGA,AD6644,AD9764技本设计是针对软件无线电中频信号处理的需求而实现的一的高速电路设计原则,采用八层电路板结构,模拟供电和数字供个通用硬件平台。电分开,同时各个不同电压的数字供电也分开,内地层相应的分
4、术软件无线电是90年代兴起的一种充分结合软件和硬件优为模拟地、数字地和模拟地,三块地层分别以ADC和DAC作为势的新技术,该技术源于军事领域对通信系统灵活性的特殊需交界,并在芯片下面通过磁珠或0Ω电阻分别相连。创要。自1992年JoeMitola提出软件无线电以来,软件无线电在通信系统中的应用日益广泛。软件无线电是一种开放的模块化新结构,物理实现上基于一个采用数字无线电(全数字通信收发机)技术的通用硬件平台,通过实时的软件控制,用户能定义该平台的工作模式,从而使一个硬件平台能实时地转变为不同技术标准
5、的通信系统。它是一种实现无线通信的新的体系结构,其显著特点是开放性、可编程性和快速的可配置性。这是继模图1拟到数字、固定到移动之后,通信领域的又一次重大突破。2模数转换电路设计传统意义上软件无线电模拟前端之后的硬件主要由以下三个部分组成:高速模数与数模变换器、数字上下变频器和高速数2.1工作原理字信号处理器。其中上下变频和信号处理常常有三种实现方式:AD6644是一款分辨率为14位,采样速率可达65MSPS的ASIC、DSP和可编程逻辑器件。由于可编程逻辑器件在可重配A/D转换器。它能够精确变换宽带
6、模拟信号,具有100dB的无杂置和灵活度上与生俱来的优越性,近些年来,国外市场上出现散动态失真范围,典型的SNR为74dB,功耗1.3W。很适合该系了一些基于FPGA的软件无线电信号处理通用平台。例如统的前端模数转换。SANDANCE公司的SMT370开发板,NALLATECH公司的AD6644有互补的模拟输入引脚AIN和AIN。模拟信号采XtremeDSP开发套件等。本文介绍了一种自行设计实现的信号用差分输入。芯片内部把输入的模拟信号分级进行编码,在每处理平台,它是以现场可编程逻辑器件FPGA为处
7、理核心搭建一次编码以后就从总的信号中减去编码值对应的模拟信号的起来的接收与测试的硬件环境。大小,将剩余信号再送往下一级,最后依次得到5位、5位和6位的编码一起送往数字误差校正逻辑修正后即得到14位并1构成框架行数据输出。信号处理平台由高速数模转换器AD6644、高速模数转换2.2输入电路器AD9764、XILINX公司Virtex-4系列FPGA芯片XC4VLX25、AD6644的输入分为时钟输入和模拟信号输入两部分。时钟电路和稳压电源电路组成,构成框架如图1所示。模拟中时钟从ENCODE和/ENC
8、ODE管脚输入。AD6644的采样时频信号由IF信号源提供,在时钟电路的控制下经AD6644采样钟要求质量高且相位噪声低,如果时钟信号抖动较大,信噪比容以后输入到FPGA芯片。FPGA把该数字信号进行数字下变频易恶化,很难保证14位的精度。为了优化性能,AD6644的采样和解调处理后送AD9764进行数模转换,最后将模拟输出信号时钟信号采用差分形式。时钟信号可通过一个变压器或电容交送示波器进行测试。电路布局上分三块区域:输入模拟部分,数流耦合到ENCODE和ENCOD
