基于DAC5687的宽带数字中频系统设计
杭州电子科技大学 潘 琦,张福洪,李 骏
DAC5687是美国TI公司推出的一款高速、高性能、双通道16位的D／A转换芯片,其最高采样速率可达500MSPS。DAC5687专用于3G基站信道传输、3G直放站、数字卫星等对功耗、价格、体积要求比较严格的通信系统中。其内部基本结构如图1所示,主要有6个信号处理模块：固定插值滤波器FIR1、FIR2、FIR3和带有32位数控振荡器的精混频器、正交调制校正模块和粗混频器。DAC5687可以通过微控制器进行灵活的配置,是一款基于软件无线电的半定制ASIC芯片。
根据软件无线电中频数字化的基本思想,本文提出一种基于DAC5687的宽带数字中频系统的设计方案。
1 宽带数字中频系统的总体设计
1.1 系统简介
数字中频系统的主要特点就是利用DSP器件功能强大、灵活的优势,处理数字化的模拟信号,减少模拟环节;同时,为了减轻DSP的处理压力,数字中频还起到采样速率变换的作用。系统先利用A／D带通采样将输入信号变成低中频信号,经FPGA滤波处理后,再通过DAC5687实现上变频和D／A转换,整体系统硬件电路如图2所示。本文采用WCDMA测试模式1(Test mod-el1)作为输入测试信号,码片速率为3.84Mchip／s,单信道带宽为5MHz。信号范围为132.5MHz～147.5MHz,采用3个相邻信道进行处理,则每个信道的中心载波频率分别为：135MHz、140MHz、145MHz。
为了描述方便,在此将3个信道信号统一看作一个中频为140MHz、带宽为15MHz的"宽带信号"。
1.2 主要器件
系统输入的抗混叠滤波器采用CETC公司推出的声表滤波器LBl40DS13。其中心频率为140MHz,3dB抑制带宽为16.9MHz,40dB抑制带宽为21.2MHz,插损典型值为9dB,滤波器传输时延为1.02微秒。
A／D转换器采用AD公司的AD6644,它的最高采样率可达65MSPS,分辨率为14位。在本系统中,它直接对中心频率140MHz、"整体带宽"15MHz的中频信号进行带通采样,采样时钟取61MHz,采样后的信号中频为18MHz,信号速率为61MSPS。
FPGA采用ALTERA公司的EP2C35F484C8,它内部含有33216个逻辑单元,用户最大可定义的I／O管脚为322个。在本系统中,FPGA主要对A／D采样后的14位低中频信号进行滤波处理,然后输出16位数字信号给D／A转换器。
