基于数据复制和数字上变频的高速信号的产生
2012-03-15刘章文卢朝政张生帅鲜海鹏
刘章文,卢朝政,张生帅,鲜海鹏
(中国工程物理研究院应用电子学研究所 高功率微波技术实验室,四川 绵阳 621900)
在信号产生技术中,数字信号由于其控制灵活,便于集成等优点已广泛用于现代通信设备、雷达信号产生和科研教学等仪器中。由于受频率精度、稳定度和动态范围的制约,提高数字信号中频率调制速度是难点,也是高速调制信号源的技术瓶颈。直接数字频率合成(DDS)技术具有频率切换快、分辨率高、频率和相位易于控制等特点,广泛用于信号产生技术中[1-2]。存储器数据的复制[3]和IQ数字上变频技术对于基带变到中频,具有非常灵活可调的优势[1-2,4]。本信号产生系统即是对DSP、FPGA、DDS、存储器的数字复制、数字上变频以及微波变频技术的综合集成。
1 系统硬件方案
ADI公司的器件 AD9957内置了 DDS、IQ数字上变频器和刷新率高达1 GHz的14位高速DA,可直接产生最高400 MHz的输出信号,本系统用为上变频芯片。计算和控制采用高速DSP TMS320C6416T;高速接口采用了ALTERA公司的FPGA EP2S30F672I4N,内嵌较大容量的双口RAM,存储器的数据复制即在FPGA中进行。由于输出信号达到更高的微波频段,后端的微波变频组件是必须的。

图1为本系统硬件组成框图,主要由DSP控制器、FPGA高速接口、AD9957数字上变频和后端微波组件四部分组成。DSP控制器负责大量的信号产生所需的计算和对FPGA的数据传输,并对上位机通过RS232接口传来的命令进行解释和执行,通过SPI串口控制AD9957;FPGA高速接口完成高速数据的存储和复制,实现并口和SPI串口的时序管理;AD9957器件完成IQ数字上变频和D/A转换,D/A输出直接到中频,同时可选择地实现sinc滤波功能;……
