基于FPGA的數(shù)字選頻器設(shè)計(jì)
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D／A轉(zhuǎn)換芯片選用AD9779，AD9779屬于TxDAC系列高性能、低功耗CMOS數(shù)／模轉(zhuǎn)換器的第二代16b分辨率產(chǎn)品。所有器件都采用相同的接口選項(xiàng)、小型封裝和引腳排列，因而可以根據(jù)性能、分辨率和成本的要求，向上或向下兼容選擇適合的器件。AD9779提供出色的交流和直流性能，同時(shí)支持最高1000 MSPS的轉(zhuǎn)換速率。由于AD9779輸出為差分信號(hào)，故需要通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)成單端信號(hào)。變壓器的選型需要考慮回波損耗、帶寬、平衡性等參數(shù)，此設(shè)計(jì)中變壓器選用TC1-1T。
2．4 系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)
系統(tǒng)控制是由16位單片機(jī)MSP430F147來(lái)實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)控制框圖如圖5所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/190500.htm
2．4．1 狀態(tài)指示
芯片工作狀態(tài)的顯示是由芯片的狀態(tài)管腳在FPGA上通過(guò)LED指示實(shí)現(xiàn)的。其中AD6655通過(guò)寄存器0x104[3：1]控制管腳FDA[0：3]和FDB[0：3]分別指示A和B通道的ADC快速幅度與FS標(biāo)稱(chēng)輸入幅度的相對(duì)關(guān)系。AD9779直接通過(guò)它的PLLLOCK管腳指示PLL是否已經(jīng)鎖定。AD9516是通過(guò)配置寄存器0X1B，0X1A，0X17分別控制管腳2，3，6上顯示VCO，PLL，HoldOver的狀態(tài)。
2．4．2 芯片配置
各芯片工作狀態(tài)的配置是通過(guò)MSP430的SPI串行接口實(shí)現(xiàn)的，且MSP430的SPI是三線的。其中MCU側(cè)的SPI是復(fù)用的，對(duì)各芯片的選擇是通過(guò)GPIO控制各芯片上的SPI的片選位。各芯片SPI的時(shí)鐘是復(fù)用的MCU主機(jī)側(cè)的SPI時(shí)鐘信號(hào)。
對(duì)AD6655寄存器的配置是通過(guò)其自帶的三線SPI實(shí)現(xiàn)的。AD6655的SPI接口中數(shù)據(jù)輸入／輸出共用同一根線，這與MSP430的標(biāo)準(zhǔn)四線全雙工SPI是不同的，要通過(guò)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)兩條單向的SI／SO線和雙向的SDIO線的轉(zhuǎn)換。AD6655的SPI片選信號(hào)通過(guò)MSP430的GPIO控制，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的硬件復(fù)位，只能使用軟件控制寄存器實(shí)現(xiàn)復(fù)位。
對(duì)AD9779和AD9516的寄存器配置通過(guò)其分別的SPI功能管腳實(shí)現(xiàn)。兩種芯片的SPI都是既可以使用三線，也可以使用四線。二者的SPI片選使能和芯片復(fù)位也是分別通過(guò)MSP430的GPIO來(lái)控制。
2．4．3 芯片復(fù)位、中斷控制及其他
各芯片的復(fù)位是通過(guò)MSP430的GPIO控制各芯片的RESET引腳實(shí)現(xiàn)的，這樣可以實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)位，同時(shí)在各芯片的RESET引腳上加一個(gè)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)各芯片獨(dú)立的開(kāi)關(guān)控制的硬件復(fù)位。
FPGA連接MSP430的五個(gè)外部中斷。MSP430通過(guò)LED0～4指示狀態(tài)。JTAG口下載程序?qū)崿F(xiàn)硬件調(diào)試。RS 485串口實(shí)現(xiàn)MSP430與PC機(jī)的串行通信。
3 測(cè)試結(jié)果
本數(shù)字選頻器采用Agilent Technologies N5230A網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行掃頻測(cè)試。通過(guò)軟件設(shè)定該數(shù)字選頻器的下行模塊參數(shù)如表1所示。
評(píng)論