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            EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計應(yīng)用 > 基于FPGA芯片和頻率合成器ADF4360-4的GPS信號源的設(shè)計方案

            基于FPGA芯片和頻率合成器ADF4360-4的GPS信號源的設(shè)計方案

            作者: 時間:2010-09-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

              

              的3個寄存器數(shù)據(jù)寫入是通過ADI公司的PlC6Q240C8的3個雙向I/O口來實(shí)現(xiàn)的,連接原理如圖4所示,的3個雙向I/O口,分別連接的LE腳、DATA腳、CLK腳,其中CLK為串行時鐘輸入,DATA為串行數(shù)據(jù)輸入,LE為加載使能。初始化時序如圖5所示。首先由DATA腳在每個CLK的上升沿從MSB(最高有效位)開始依次寫入24位移位寄存器中的數(shù)據(jù),并根據(jù)LE腳的上升沿信號一次性將輸入的24 b數(shù)據(jù)加載到目標(biāo)寄存器,然后再進(jìn)行下一個目標(biāo)寄存器的初始化,其中C寄存器和N寄存器的賦值間隔應(yīng)該大于5 ms。

              

              3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

              數(shù)字電路模塊的核心是基帶/中頻模塊,采用ADI公司的EPlC6Q240C8,該芯片采用130 nm工藝,邏輯單元有5 980個,在Quart-usⅡ8.O平臺下測試,測試結(jié)果是信號調(diào)制占用邏輯單元337個,采用ModelSim仿真平臺,編寫TestBench測試文件,在ModelSim平臺下導(dǎo)出時長1 ms的信號數(shù)據(jù),在Matlab上進(jìn)行功率譜分析,仿真波形如圖6(a)所示,中心是12.5 MHm將基帶/中頻模塊輸出的中頻信號送到安泰頻譜分析儀AT5011進(jìn)行頻譜分析,頻譜波形如圖6(b)所示,信號中心為12.5 MHz,中頻信號能量主要集中在主瓣上,仿真結(jié)果和實(shí)測結(jié)果相符合。

              

              模擬電路的射頻模塊在進(jìn)行PCB電路時,需要考慮的問題是噪聲干擾,噪聲干擾是影響射頻電路性能的重要因素,在PCB布局時要考慮數(shù)字電路和模擬電路之間的干擾,大功率器件和小功率器件之間的干擾,供電電源的噪聲干擾,高頻線的布線及接地等因素。射頻模塊的驗(yàn)證是觀察是否將GPS中頻信號上變頻為1 575.42 MHz的信號,測試中將射頻模塊輸出的GPS射頻信號經(jīng)60 dB衰減后送到頻譜分析儀,頻譜顯示信號是一個單頻信號,中心是1 575.4 MHz,測試符合系統(tǒng)設(shè)定要求。

              4 結(jié)語

              通過分析頻率ADF4360-4的工作原理、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用電路,結(jié)合GPS,提出了以FPGA芯片和頻率為核心的GPS的總體設(shè)計,分?jǐn)?shù)字電路和模擬電路兩部分進(jìn)行了設(shè)計與實(shí)現(xiàn),并給出了實(shí)驗(yàn)測試。結(jié)果表明,以FPGA為核心的基帶/中頻模塊實(shí)現(xiàn)了GPS信號的BPSK調(diào)制,擴(kuò)頻調(diào)制,輸出了12.5 MHz的GPS中頻信號;以頻率ADF4360-4為核心的射頻模塊完成了上變頻功能,將GPS中頻信號調(diào)制到射頻1 575.4 MHz上,測試滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。


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