基于DAC5687的高速多通道信號模擬器設計

1 引 言

DAC5687是美國TI公司出品的一款雙通道、16bit高速數(shù)模轉換芯片。片內資源豐富， 具有內插、調制等多種功能。FPGA 因其屬于大規(guī)模在系統(tǒng)可編程專用集成電路而且具有高密度、高速度、高可靠性等特點， 因此FPGA 應用于高速多通道雷達信號模擬器可大大提高系統(tǒng)設計的靈活性和系統(tǒng)的擴展性。

本文設計的高速多通道信號模擬器系統(tǒng)可廣泛應用于通信、雷達信號的模擬產(chǎn)生， 為雷達設備， 特別是接收機設備檢修提供參考信號， 分離設備故障問題， 簡化設備檢修過程。另外， 此高速多通道信號模擬器系統(tǒng)基于CPC I總線， 具用很好的工程穩(wěn)定性和通用性。

2 系統(tǒng)概述

2. 1 系統(tǒng)組成

高速多通道信號模擬器采用通用CPC I底板與功能背板相結合的設計思路， 其組成如圖1所示。

高速多通道信號模擬器

圖1 高速多通道信號模擬器

采用上圖所示設計方法， 系統(tǒng)可擴展性強， 不同應用場合只需更換不同的功能背板即可。

2. 2 系統(tǒng)功能

對本文所設計的高速多通道雷達信號模擬器，由FPGA 控制時鐘管理模塊， 為四路DAC5687背板提供相參工作時鐘。同時， 利用X ilinx FPGA 提供的DDS核( IP core)產(chǎn)生信號的樣點數(shù)據(jù)， 通過高速接插件將信號樣點數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/DAC">DAC5687背板， 在背板上實現(xiàn)數(shù)模轉換和信號輸出功能。

3 DAC5687功能背板電路設計

根據(jù)DAC5687的工作手冊， 結合圖1中的功能設計， 由FPGA 產(chǎn)生的A、B 兩路信號數(shù)據(jù)分別通過兩路16bit數(shù)據(jù)總線傳輸?shù)紻AC5687， LVPECL時鐘信號可以選擇與CLK1 /CLK1C 或者CLK2 /CLK2C相連接， 具體由DAC5687的時鐘工作模式?jīng)Q定。當DAC5687工作在內部時鐘模式下， 與CLK1 /CLK1C連接; 工作在外部時鐘模式下， 與CLK2 /CLK2C 連接。另外， NB4N855S是一款電平轉換芯片 ， 能將任何電平的信號轉換成為LVDS信號， 本設計中利用這款芯片將DAC5687內部鎖相環(huán)PLL 產(chǎn)生的時鐘單端信號轉換成為LVDS 信號， 通過高速接插件傳回通用底板， 作為外部時鐘工作模式下的數(shù)據(jù)產(chǎn)生同步時鐘。