2.4GHz頻段的射頻信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)(07-100)

　　前言

　　在現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中，對(duì)大容量、高速數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸提出越來(lái)越高的要求，許多廠商也推出基于802.11系列協(xié)議的射頻IC，并且無(wú)線路由器、藍(lán)牙等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)2.4GHz頻段的使用需求日益增多，但是除部分高端信號(hào)發(fā)生器具有2.4GHz頻段的信號(hào)產(chǎn)生，大多數(shù)普通信號(hào)發(fā)生器均未涉及2.4GHz頻段，開(kāi)發(fā)涉及一種基于2.4GHz頻段的射頻信號(hào)發(fā)生器以滿足科研及教學(xué)儀器使用的需要。本文正是基于這一點(diǎn)，設(shè)計(jì)成本低、性能可靠的2.4GHz頻段的射頻信號(hào)發(fā)生器。

　　系統(tǒng)方案

　　系統(tǒng)方案以儀器面板上的人機(jī)控制設(shè)定所要操作的工作頻率和基帶調(diào)制方式，經(jīng)由FPGA進(jìn)行直接控制生成4種基本調(diào)制模式，即QPSK、16/64-QAM、GMSK、FSK，并將基帶I/Q兩路信號(hào)經(jīng)由串并轉(zhuǎn)換后送入AD9856將信號(hào)調(diào)制至70MHz的中頻信號(hào)，然后通過(guò)上混頻器MAX2671混頻至2450MHz的射頻信號(hào)，然后將混頻后的信號(hào)送入射頻濾波器，再由可控增益放大器將信號(hào)輸出。

　　2.4GHz頻段的射頻信號(hào)發(fā)生器框圖如圖1所示。

　　電路設(shè)計(jì)

　　信號(hào)調(diào)制電路

　　信號(hào)調(diào)制電路首先是FPGA電路設(shè)計(jì)采用ALTERA公司的EP1C20芯片，用VHDL編程實(shí)現(xiàn)由人機(jī)界面輸出控制信息，然后將控制信息對(duì)應(yīng)所要產(chǎn)生的信號(hào)，將信號(hào)輸出到AD9856。AD9856是ADI公司的一款單片混合信號(hào)的12位積分?jǐn)?shù)字上行轉(zhuǎn)換器，采樣速率為200MSPS，產(chǎn)生80MHz的數(shù)字輸出和80dB窄帶的無(wú)雜散信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍。AD9856具有200MHz的內(nèi)部時(shí)鐘，集成帶鎖定指示器的4～20倍可編程時(shí)鐘倍頻器，提供高精度的系統(tǒng)時(shí)鐘，單端或者差分輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘，而且可以輸出數(shù)據(jù)時(shí)鐘;內(nèi)部32位正交DDS，可實(shí)現(xiàn)FSK調(diào)制功能;12位DDS和DAC和數(shù)據(jù)路徑結(jié)構(gòu)，可接受復(fù)合I/Q輸入數(shù)據(jù);32位頻率控制字，采用與SPI兼容的接口，用FPGA控制可靠方便，串行時(shí)鐘為10MHz;具有反轉(zhuǎn)SINC功能，在DAC變換之前恢復(fù)出想得到的信號(hào)包絡(luò)。利用AD9856產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)的電路框圖見(jiàn)圖2所示。

　　圖1系統(tǒng)框圖