基于DAC5687的寬帶數(shù)字中頻系統(tǒng)設(shè)計
杭州電子科技大學(xué) 潘 琦,張福洪,李 駿
DAC5687是美國TI公司推出的一款高速、高性能、雙通道16位的D／A轉(zhuǎn)換芯片,其最高采樣速率可達500MSPS。DAC5687專用于3G基站信道傳輸、3G直放站、數(shù)字衛(wèi)星等對功耗、價格、體積要求比較嚴格的通信系統(tǒng)中。其內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要有6個信號處理模塊：固定插值濾波器FIR1、FIR2、FIR3和帶有32位數(shù)控振蕩器的精混頻器、正交調(diào)制校正模塊和粗混頻器。DAC5687可以通過微控制器進行靈活的配置,是一款基于軟件無線電的半定制ASIC芯片。
根據(jù)軟件無線電中頻數(shù)字化的基本思想,本文提出一種基于DAC5687的寬帶數(shù)字中頻系統(tǒng)的設(shè)計方案。
1 寬帶數(shù)字中頻系統(tǒng)的總體設(shè)計
1.1 系統(tǒng)簡介
數(shù)字中頻系統(tǒng)的主要特點就是利用DSP器件功能強大、靈活的優(yōu)勢,處理數(shù)字化的模擬信號,減少模擬環(huán)節(jié);同時,為了減輕DSP的處理壓力,數(shù)字中頻還起到采樣速率變換的作用。系統(tǒng)先利用A／D帶通采樣將輸入信號變成低中頻信號,經(jīng)FPGA濾波處理后,再通過DAC5687實現(xiàn)上變頻和D／A轉(zhuǎn)換,整體系統(tǒng)硬件電路如圖2所示。本文采用WCDMA測試模式1(Test mod-el1)作為輸入測試信號,碼片速率為3.84Mchip／s,單信道帶寬為5MHz。信號范圍為132.5MHz～147.5MHz,采用3個相鄰信道進行處理,則每個信道的中心載波頻率分別為：135MHz、140MHz、145MHz。
為了描述方便,在此將3個信道信號統(tǒng)一看作一個中頻為140MHz、帶寬為15MHz的"寬帶信號"。
1.2 主要器件
系統(tǒng)輸入的抗混疊濾波器采用CETC公司推出的聲表濾波器LBl40DS13。其中心頻率為140MHz,3dB抑制帶寬為16.9MHz,40dB抑制帶寬為21.2MHz,插損典型值為9dB,濾波器傳輸時延為1.02微秒。
A／D轉(zhuǎn)換器采用AD公司的AD6644,它的最高采樣率可達65MSPS,分辨率為14位。在本系統(tǒng)中,它直接對中心頻率140MHz、"整體帶寬"15MHz的中頻信號進行帶通采樣,采樣時鐘取61MHz,采樣后的信號中頻為18MHz,信號速率為61MSPS。
FPGA采用ALTERA公司的EP2C35F484C8,它內(nèi)部含有33216個邏輯單元,用戶最大可定義的I／O管腳為322個。在本系統(tǒng)中,FPGA主要對A／D采樣后的14位低中頻信號進行濾波處理,然后輸出16位數(shù)字信號給D／A轉(zhuǎn)換器。
