軟件無線電用高性能模擬數(shù)字轉換模塊設計與實現(xiàn).pdf

1、本文研究的主要任務是應用軟件無線電的研究方法，研制基于VXI總線技術的頻譜監(jiān)測接收機，要求該接收機能夠在20MHz到3GHz的頻譜范圍進行快速掃描監(jiān)測，并通過DSP技術對掃描頻譜進行量化分析，找出異常頻點，并用軟件在保證系統(tǒng)硬件結構不變的情況下，對指定頻點進行解調分析。整個系統(tǒng)強調軟件無線電技術的應用，保證系統(tǒng)具有較強的未來適應性。 為了實現(xiàn)上述目標，作為整個監(jiān)測接收機系統(tǒng)的重要組成部分，模擬數(shù)字轉換模塊主要完成中頻數(shù)字化的功能

2、。本系統(tǒng)中，由于輸入信號的帶寬和中心頻率較高，模擬信號在進行數(shù)字化之前需要進行信號調理。為了實現(xiàn)高性能的模擬信號調理通道，本系統(tǒng)的實現(xiàn)采用了全差分結構的放大器組。單端信號輸入首先經AD8318轉化成差分信號，該差分信號能夠通過程控放大器進行放大或衰減。為了能夠較好的驅動模擬數(shù)字轉換器，并考慮到系統(tǒng)今后的通用性能，本系統(tǒng)在模擬信號進入轉換器之前采用了AD8138進行直流耦合驅動。這種方案經過實測證明工作良好。 為了能給模擬數(shù)字轉換

3、器AD6644/AD9446提供一個低抖動的差分采樣時鐘，經過多種方案的實測，本系統(tǒng)最終采用了低抖動石英晶體振蕩器和高頻變壓器配合的方法。由于變壓器不引入新的噪聲，因而成為采樣時鐘生成過程中單端到差分轉換的良好選擇。 寬帶數(shù)字化監(jiān)測接收機于對模擬數(shù)字轉換器性能指標提出了較高的要求。模擬數(shù)字轉換器性能指標主要包括最高采樣率，工作頻率，信噪比以及其他非線性指標等。在深入理解模擬數(shù)字轉化器的性能指標的前提下，系統(tǒng)設計過程中，本文作者選

4、用了ADI公司的AD6644/AD9446模擬數(shù)字轉換器，并根據(jù)這類高性能轉換器的要求設計了相應的外圍電路。實踐證明AD6644在本系統(tǒng)中的工作是正常的，經過理論計算AD9446的性能完全能夠達到本系統(tǒng)的設計要求。 本系統(tǒng)中充分利用了FPGA在數(shù)字信號處理方面的優(yōu)勢。在系統(tǒng)設計階段，考慮到系統(tǒng)擴展能力的需要，采用了Altera公司的Cyclone高性能FPGA進行轉換數(shù)據(jù)的預處理，特別是展寬降速電路的設計和實現(xiàn)大大降低了對于后端