基于ADL5385的128QAM發(fā)送器設(shè)計(jì)
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幅度與相位相結(jié)合的多進(jìn)制正交幅度調(diào)制(MultilevelQuadrature Amplitude Modulation，簡稱MQAM)是幅度、相位聯(lián)合調(diào)制技術(shù)，它同時(shí)利用載波幅度和相位傳遞信息比特，數(shù)據(jù)信號(hào)由相互正交的兩個(gè)載波的幅度變化表示，因此在相同最小距離條件下實(shí)現(xiàn)更高的頻帶利用率。一般而言，MQAM的樣點(diǎn)數(shù)目越多，其傳輸效率越高。目前MQAM最高已達(dá)l 024一QAM(1 024個(gè)樣點(diǎn))。與其他調(diào)制技術(shù)相比，MOAM編碼具有充分利用帶寬、抗噪聲能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于MQAM的星座點(diǎn)相移鍵控(Phase Shm Keying，簡稱PSK)的星座點(diǎn)更分散，星座點(diǎn)間距更大，因此，可提供良好的傳輸性能。當(dāng)要求數(shù)據(jù)傳輸速率的要求高過8一PSK能提供的上限時(shí)，一般采用MQAM的調(diào)制方式。目前，MQAM調(diào)制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電視系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)、光傳輸系統(tǒng)。這里探討了利用ADL5385設(shè)計(jì)的155 Mb／s(STM一1)128樣點(diǎn)QAM發(fā)送器。
2 QAM調(diào)制原理
QAM是一種矢量調(diào)制，將輸入比特(一般采用格雷碼)先映射到一個(gè)復(fù)平面(星座)上，形成復(fù)數(shù)調(diào)制符號(hào)，然后將符號(hào)的I、Q分量(對應(yīng)復(fù)平面的實(shí)部和虛部，也就是水平和垂直方向)采用幅度調(diào)制，分別對應(yīng)調(diào)制在相互正交(時(shí)域正交)的2個(gè)載波。這樣與幅度調(diào)制(Amplitude Modulation，簡稱AM)相比，其頻譜利用率提高1倍。其原理框圖如圖1所示。
圖1中，速率為Rb的發(fā)送數(shù)據(jù)在串-并轉(zhuǎn)換器(比特／符號(hào)編碼器)內(nèi)被分成兩路，各為原信號(hào)的l／2，2一L電平轉(zhuǎn)換器將每個(gè)速率為Rb／2的兩電平序列變成速率為風(fēng)Rb/log2M的L電平信號(hào)，然后分別與兩個(gè)正交的載波調(diào)制分量相乘，相加后輸出。接收端完成相反過程，正交解調(diào)出兩個(gè)相反碼流，均衡器補(bǔ)償由信道引起的失真，判決器識(shí)別復(fù)數(shù)信號(hào)并映射回原來的二進(jìn)制信號(hào)。
3 基于ADL5385的128QAM發(fā)送器設(shè)計(jì)
3．1 128QAM發(fā)送器的組成
依據(jù)正交調(diào)制法的原理，128QAM發(fā)送器系統(tǒng)的組成框圖如圖2所示。計(jì)算機(jī)通過軟件生成128QAM串行數(shù)據(jù)，由雙通道發(fā)送D／A轉(zhuǎn)換器將分離后的串行數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)換成模擬電平，模擬電平經(jīng)正交調(diào)制器件與本地振蕩器正交相乘生成128QAM發(fā)送信號(hào)。系統(tǒng)中，雙通道發(fā)送D／A轉(zhuǎn)換器選用AD9777，該器件為16位，160 MS／s的雙通道發(fā)射D／A轉(zhuǎn)換器正交調(diào)制器件選用ADL5385。
3．2 ADL5385簡介
ADL5385是一款硅半導(dǎo)體單片正交調(diào)制器，頻率范圍為50~200 MHz，具有優(yōu)異的相位精度和幅度平衡性。ADL5385的寬基帶輸入帶寬允許基帶啟動(dòng)或復(fù)雜的IF驅(qū)動(dòng)，因此可用于IF或RF調(diào)制的通信系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于無線連接發(fā)送器、電纜調(diào)制終端系統(tǒng)、寬帶無線接入系統(tǒng)等。ADL5385從2個(gè)差分基帶輸入端獲取信號(hào)，然后把其調(diào)制到兩個(gè)正交的載頻。兩個(gè)內(nèi)部載頻來自于一個(gè)單端、外部本地振蕩器輸入信號(hào)，振蕩器的頻率是所需要載頻頻率的2倍。兩路已調(diào)的信號(hào)一起送入差分一單端放大器。放大器應(yīng)設(shè)計(jì)成驅(qū)動(dòng)50 Ω輸出阻抗。
ADL5385高輸出功率能力(+10 dBm P1dB)、高單端輸出線性度(+24 dBm IP3)和低本底噪聲(一158 dBm／Hz)提供極高的輸出動(dòng)態(tài)范圍。ADl5385具有一46 dBm載波饋通和一50dBm單邊帶抑制(在14MHz處)能力使其在復(fù)合高階調(diào)制應(yīng)用(例如，大于或等于16點(diǎn)的正交幅度調(diào)制(QAM)]中對校準(zhǔn)和調(diào)零的需求最少。
ADL5385可接收來自直流DC~700 MHz的寬帶輸入，并且與AD977x系列D／A轉(zhuǎn)換器輸出幅度相兼容。ADL5385具有一7 dBm的低L0驅(qū)動(dòng)要求也與ADIA360系列帶VCO的集成PLL產(chǎn)品兼容。ADL5385的兩倍L0輸入頻率特性有助于在L0隔離和電路板密度至關(guān)重要的應(yīng)用中使L0頻率牽引最小。ADL5385的功能框圖如圖3所示。
圖3中,IBBP，IBBN分別為正交調(diào)制中I信號(hào)的正、負(fù)極輸入端。QBBP，QBBN分別為正交調(diào)制中Q信號(hào)的正、負(fù)極輸入端。LOIP，LOIN分別為本地振蕩輸入的正、負(fù)端。ENBL是ADL5385的使能端。高電平時(shí)，該器件工作；低電平時(shí)，則進(jìn)入休眠狀態(tài)。TEMP是溫度傳感器輸入連接端，將外部溫度變化通過電阻引入器件內(nèi)部的溫度傳感器。
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