基于FPGA的3 GHz宽带信号产生器设计.pdf

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1、2014年6月舰船电子对抗Jun．2014第37卷第3期SHIPBOARDELECTRONICC0UNTERMEASUREVo1．37No．3基于FPGA的3GHz宽带信号产生器设计薄保林(中国电子科技集团公司54所，石家庄050081)摘要：为适应通信对抗装备的发展，设计了能产生3GHz带宽任意波形的信号产生器。现场可编程门阵列(FPGA)产生数字波形信号，通过高速数／模转换(DAC)芯片输出模拟信号。在FPGA中采用多路并行处理算法，利用内部集成的并串转换器以及专用的复用芯片(MUX)，实现DAc数据速率8Gsps，输出信号瞬时带宽3GHz以上。最后

2、测试了信号产生器的技术指标。关键词：信号产生器；现场可编程门阵列；高速并串转换；存储器中图分类号：TN911文献标识码：B文章编号：CN32—1413(2014)03—0101—04Designof3GHzWide—bandSignalGeneratorBasedonFPGABoBao—lin(The54thResearchInstituteofCETC，Shijiazhuang050081，China)Abstract：Inordertoadaptthedevelopmentofcommunicationcountermeasureequipments

3、，thispa—perdesignsasignalgenerator，whichcangenerate3GHzbandwidtharbitrarywaveform．Thedigit—alwaveformdigitalisgeneratedinfieldprogrammablegatearray(FPGA)，theanalogsignalissentoutthroughahigh—speeddigitaltoanalogueconversion(DAC)chip．MultipathparallelprocessingalgorithmisusedinFPG

4、A，internalcompositivepara11el—to—serialconverterandspecialmultiplex(MUX)chipareusedtoimplement8GspsDACdataspeedandabove3GHzinstantaneousband—widthofoutputsigna1．Finallytechnicalindexesofthesignalgeneratoristested．Keywords：signalgenerator；fieldprogrammablegatearray；high—speedparal

5、lel—to—serialconver—sion；memory一0—口1总体设计在卫星对抗等宽带通信对抗领域，要求干扰信宽带信号产生器采用数字方式，利用数字化技号带宽不断增大[1]，同时要求对抗设备越来越小型术完成信号时域、频域特性的控制，产生任意调制、化。宽带干扰信号一般由多个小带宽的信号拼接实任意带宽的干扰信号，参数设置灵活。宽带信号产现，带来信号产生器和上变频器的成倍增加，造成系生器结构框图如图1所示。统设备复杂，可靠性降低。结合高性能FPGA和高FPGA是产生信号的核心器件，选用Xilinx公速DAC的应用，设计宽带任意信号产生器，单块数司V6系

6、列的XC6VSX315T。此系列FPGA具有字板输出射频信号瞬时带宽达到3GHz，应用于宽丰富的随机存储器(RAM)及数字信号处理器带干扰系统，可大幅减少设备量，降低成本。通过数(DSP)资源、高速I／O接口以及支持第3代双倍数字配平技术可改善带内幅度平坦度，得到指标更好据速率(DDR3)存储器接口生成工具(MIG)，可满的宽带干扰信号。足高采样率波形数据计算及传输需求。FPGA通过PCIe总线接收指令，控制载波、基带、调制和输出等模块协同工作，产生相应的数字波形数据，经过收稿日期：2014一O4—16lO2舰船电子对抗第37卷4时钟为／2。在存储转发模

7、式下，FPGA高速读取DDR3内存条中的波形数据，产生任意波形干扰信FPGA号，易于信号样式扩展。XCBVSX315TRST分路2关键技术宽带信号产生器属于超高速处理板卡，设计难DATAlI．皇l点包括：FPGA规模很大，工作时钟及接口速率非常lI高；数模转换器及配套电路为超高速器件，对信号完IMDD6A62H整性要求很高；使用新一代DDR3存储器，存取控制技术难度大。因此，印制板设计制造及FPGA软件设计都进图1宽带信号产生器结构框图行了严格约束，解决了信号完整性仿真、FPGA并行DAC转变为模拟信号输出。MD662H是一款处理、高速数据传输等关键技术

8、问题。FPGA并行12bit高速DAC，每一位集成了一个4：1复用器，数处理及数