基于AD9957和XC4VSX55在線動(dòng)態(tài)可配QPSK調(diào)制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引 言

在實(shí)際應(yīng)用中， 為了達(dá)到某些試驗(yàn)?zāi)康模?經(jīng)常需要對(duì)QPSK 調(diào)制器進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)配置， 而目前大部分調(diào)制器都是固定寫(xiě)死的，若需要改變參數(shù)設(shè)置則必須重新燒寫(xiě)程序， 這樣給試驗(yàn)帶來(lái)了不便。本文提出了一種基于 XC4VSX55、AD9957 的在線動(dòng)態(tài)可適時(shí)配置參數(shù)的 QPSK 調(diào)制器的設(shè)計(jì)方法，解決了試驗(yàn)難題。

1 芯片簡(jiǎn)介

1.1 AD9957簡(jiǎn)介

AD9957 可以在成本、尺寸、功耗和動(dòng)態(tài)性能等均非 常關(guān)鍵的通信系統(tǒng)中作為通用 I/Q 調(diào)制器和捷變上變頻器。 AD9957 將一個(gè)高速直接數(shù)字頻率合成器 (DDS) 與一個(gè)具 有高性能、高速率的 14 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)、時(shí)鐘乘法器 電路、數(shù)字濾波器和其它 DSP 功能集成在一個(gè)芯片上。該 器件可以在有線或無(wú)線通信系統(tǒng)中為數(shù)據(jù)傳輸提供基帶上變 頻。AD9957 是正交數(shù)字上變頻器 (QDUC) 系列中的第三款產(chǎn) 品，該系列還包括 AD9857 和 AD9856。該器件可以在工作 速度、功耗和頻譜性能方面提供更好的性能。同其前款產(chǎn)品 不同，該器件針對(duì) I/Q 基帶數(shù)據(jù)支持 16 位串行輸入模式。此 外，該器件可通過(guò)編程設(shè)置為單頻正弦波信號(hào)源或插值 DAC。 AD9957 支持三種基本工作模式，分別為正交調(diào)制 (QDUC) 模 式（默認(rèn)）、DAC 插值模式與單頻調(diào)制模式。工作模式通過(guò)控 制功能寄存器中的工作模式位來(lái)進(jìn)行選擇。

1.2 XC4VSX55簡(jiǎn)介

XC4VSX55 是 Xilinx 公司 V4 系列大門(mén)數(shù) FPGA，支持 多種單端和差分 I/O 標(biāo)準(zhǔn)。例如 LVTTL、LVCMOS 及連接至 板上其他器件。與單端 I/O 標(biāo)準(zhǔn)相比，差分信號(hào)可提供更好的 噪音容限，產(chǎn)生更低的電磁干擾（EMI），且降低功耗。支持 的差分標(biāo)準(zhǔn)有 LVDS、LVPECL 等。

2 實(shí)現(xiàn)原理 

2.1 頂層實(shí)現(xiàn)原理 

頂層實(shí)現(xiàn)原理框圖如圖 1 所示?？赏ㄟ^(guò) PC 機(jī)進(jìn)行在線 配置，通過(guò) MAX3232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后發(fā)送給 XC4VSX55, 在 XC4VSX55 內(nèi)實(shí)現(xiàn) UART 接口進(jìn)行在線配置數(shù)據(jù)的收集并分 析，在串并轉(zhuǎn)換后發(fā)送至 AD9957 進(jìn)行 QPSK 調(diào)制。XQF32P 用來(lái)給 XC4VSX55 加載程序。 系統(tǒng)工作時(shí)可通過(guò) PC 機(jī)進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)配置調(diào)試數(shù)據(jù)、 調(diào)制速率及設(shè)置 AD9957 內(nèi)部工作時(shí)鐘等

2.2 XC4VSX55 實(shí)現(xiàn)原理 

XC4VSX55 為了實(shí)現(xiàn)與 PC 機(jī)通信，采用 VHDL 語(yǔ)言編 寫(xiě) UART（異步串口）程序，接收到數(shù)據(jù)后就緩存，然后對(duì)接 收的數(shù)據(jù)進(jìn)行指令解析，經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后輸出給 AD9957 進(jìn)行 QPSK 調(diào)制。XC4VSX55 內(nèi)實(shí)現(xiàn)框圖如圖 2 所示。

結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)MAX3232、XC4VSX55、AD9957 等芯片設(shè)置了在線動(dòng)態(tài)可配的QPSK 調(diào)制器，提高了使用的靈活性、通用性，滿(mǎn)足了用戶(hù)對(duì)調(diào)制數(shù)據(jù)、調(diào)制數(shù)據(jù)速率等多樣化要求，符合設(shè)計(jì)要求。