2.4GHz頻段的射頻信號發(fā)生器設計(07-100)

　　前言

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

　　系統(tǒng)方案

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

　　2.4GHz頻段的射頻信號發(fā)生器框圖如圖1所示。

　　電路設計

　　信號調(diào)制電路

　　信號調(diào)制電路首先是FPGA電路設計采用ALTERA公司的EP1C20芯片，用VHDL編程實現(xiàn)由人機界面輸出控制信息，然后將控制信息對應所要產(chǎn)生的信號，將信號輸出到AD9856。AD9856是ADI公司的一款單片混合信號的12位積分數(shù)字上行轉換器，采樣速率為200MSPS，產(chǎn)生80MHz的數(shù)字輸出和80dB窄帶的無雜散信號動態(tài)范圍。AD9856具有200MHz的內(nèi)部時鐘，集成帶鎖定指示器的4～20倍可編程時鐘倍頻器，提供高精度的系統(tǒng)時鐘，單端或者差分輸入?yún)⒖紩r鐘，而且可以輸出數(shù)據(jù)時鐘;內(nèi)部32位正交DDS，可實現(xiàn)FSK調(diào)制功能;12位DDS和DAC和數(shù)據(jù)路徑結構，可接受復合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，串行時鐘為10MHz;具有反轉SINC功能，在DAC變換之前恢復出想得到的信號包絡。利用AD9856產(chǎn)生調(diào)制信號的電路框圖見圖2所示。

　　圖1系統(tǒng)框圖