專利名稱：中頻數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種利用電子電路實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，特別是一種中頻數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，屬于通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的模擬調(diào)制解調(diào)方式，則是通過(guò)模擬乘法器將基帶信號(hào)與載波直接相乘，然后選擇所需的邊帶；解調(diào)時(shí)模擬乘法器將接收后經(jīng)濾噪放大的已調(diào)信號(hào)與載波相乘，然后通過(guò)低通濾波器得到所需的基帶信號(hào)。因此，現(xiàn)有的數(shù)字調(diào)制解調(diào)只能處理頻率較低的信號(hào)，而且在系統(tǒng)工作時(shí)無(wú)法改變系統(tǒng)參數(shù)，無(wú)法與DSP接口完成數(shù)字信號(hào)處理的工作，因此也不能實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電的思想。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述存在的缺陷，提出一種以全數(shù)字信號(hào)處理的方式完成從數(shù)字樣值的輸入的數(shù)字調(diào)制到下變頻抽樣判決的全部數(shù)字解調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字的中頻調(diào)制解調(diào)的中頻數(shù)字調(diào)制解調(diào)器。它可分別與TMS320C6201 DSP的擴(kuò)展存儲(chǔ)器和BSP串口接口，并通過(guò)八位單片機(jī)AT89C51配置數(shù)字中頻調(diào)制解調(diào)參數(shù)，完成各種調(diào)制解調(diào)目的。通過(guò)控制系統(tǒng)快速靈活地改變調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)與基帶系統(tǒng)的接口要求，調(diào)制解調(diào)工作方式以及工作速率和相應(yīng)工作參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電的思想。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)由調(diào)制器和解調(diào)器二部分組成，其中調(diào)制器的中頻已調(diào)信號(hào)輸出端與解調(diào)器芯片的中頻輸入端相接，所述的調(diào)制器由DSP接口電路、時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路、調(diào)制器、MCU控制器、LC濾波器、放大輸出電路組成，其中DSP接口電路、時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路、MCU控制器的輸出端分別與調(diào)制器芯片的對(duì)應(yīng)輸入端對(duì)應(yīng)相接，調(diào)制器芯片的輸出端與LC濾波器的輸入端對(duì)應(yīng)相接，LC濾波器的輸出其端與放大輸出電路的輸入端對(duì)應(yīng)相接。所述的解調(diào)器由中頻放大電路、A/D采樣器、時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路、解調(diào)器芯片、DSP接口電路、MCU控制器組成，其中中頻放大電路和時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路的輸出端分別與A/D采樣器的對(duì)應(yīng)輸入端對(duì)應(yīng)相接，時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路和A/D采樣器、MCU控制器的輸出端分別與解調(diào)器芯片的對(duì)應(yīng)輸入端對(duì)應(yīng)相接，解調(diào)器芯片的輸出端與DSP接口電路的輸入端相接。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)可以采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；可以靈活的改變一些系統(tǒng)的參數(shù)，從而使系統(tǒng)具有更大的靈活性；可以克服模擬系統(tǒng)受環(huán)境參數(shù)影響而導(dǎo)致性能下降的弊病，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；作為模塊，系統(tǒng)可以靈活地應(yīng)用到其它更大的通信系統(tǒng)中。作為模塊，很容易與TMS320C6201 DSP實(shí)現(xiàn)的OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行接口，可靈活地應(yīng)用到IEEE802.6寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)中，完成其中頻調(diào)制解調(diào)功能。另還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，使用方便，性能穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。


附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
附圖2是調(diào)制器的實(shí)施例電原理圖。
附圖3是解調(diào)器的實(shí)施例電原理圖。
附圖4是DSP與AD9856接口部分電路圖附圖5是MCU控制器電路原理圖(調(diào)制器)。
附圖6是MCU控制器電路原理圖(解調(diào)器)。
附圖7是解調(diào)器輸出接口電路圖圖中的AA是調(diào)制器、BB是解調(diào)器、1’是DSP接口電路、2’是時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路、3’(U4)是調(diào)制器芯片、4’是MCU控制器、5’是LC濾波器、6’是放大輸出電路、7’(U1)是中頻放大電路、8’(U3)是A/D采樣器、9’是時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路、10’(U4)是解調(diào)器芯片、11’是DSP接口電路、12’(U5)是MCU控制器、J4、J5是短路趾。
具體實(shí)施方式
對(duì)照?qǐng)D1，其結(jié)構(gòu)由調(diào)制器AA和解調(diào)器BB二部分組成，其中調(diào)制器AA的中頻已調(diào)信號(hào)輸出端A’與解調(diào)器BB的中頻輸入端B’相接，所述的調(diào)制器AA由DSP接口電路1’、時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路2’、調(diào)制器芯片3’、MCU控制器4’、LC濾波器5’、放大輸出電路6’組成，所述的解調(diào)器BB由中頻放大電路7’、A/D采樣器8’、時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路9’、解調(diào)器芯片10’、DSP接口電路11’、MCU控制器12’組成。
對(duì)照?qǐng)D2、3，調(diào)制器AA中的DSP接口電路1’的輸出端D11、D10、D9、D8、D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0與調(diào)制器芯片3’(U4型號(hào)AD9856)的輸入端2、3、6、7、8、9、12、13、14、15、16、17對(duì)應(yīng)相接，時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路2’中的D觸發(fā)器U2(型號(hào)74HC74)的輸出端5和晶振U1(型號(hào)74HC74)的輸出端8分別與調(diào)制器芯片3’的輸入端1、47對(duì)應(yīng)相接，MCU控制器4’(型號(hào)AT89C2051)中的電平轉(zhuǎn)換芯片U8(型號(hào)74HC244)的輸出端3、5、7、9、12、14、16、18分別與觸發(fā)器U2的輸入端1和調(diào)制器芯片3’的輸入端48、16、45、42、41、40、38對(duì)應(yīng)相接，調(diào)制器芯片3’的輸出端30、28與LC濾波器5’的輸入端1、2對(duì)應(yīng)相接，LC濾波器5’的輸出端3、4與放大輸出電路6’的輸入端19、GND相接；所述的解調(diào)器中的中頻放大電路U1(型號(hào)AD8041)的輸出端3、6與A/D采樣器U3(型號(hào)AD9057BRS-80)的輸入端3、7對(duì)應(yīng)相接，時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路9’中的晶振U2(型號(hào)67.584MHz)的輸出端8與A/D采樣器U3的輸入端10和解調(diào)器芯片10’(U4型號(hào)STEL-2150/CC)的輸入端17對(duì)應(yīng)相接，A/D采樣器U3的輸出端20、19、18、17、14、13、12、11分別與解調(diào)器芯片10’的輸入端19、20、21、22、23、24、25、26相接。MCU控制器U5(型號(hào)AT89C51)的輸出端6、7、8、17、16、12、39、38、37、36、35、34、33、32、21、22、23、24、25分別與解調(diào)器芯片10’的輸入端2、58、16、15、13、59、62、63、64、65、66、67、68、1、8、7、6、5、4對(duì)應(yīng)相接；解調(diào)器芯片10’的輸出端39與DSP接口電路11’中短路趾J5的輸入端3相接，解調(diào)器芯片10’的輸出端46與DSP接口電路11’中短路趾J4的輸入端1和數(shù)據(jù)選擇器U7(型號(hào)74HC157)的輸入端3相接，解調(diào)器芯片10’的輸出端49與DSP接口電路11’中的數(shù)據(jù)選擇器U7的輸入端2和電平轉(zhuǎn)換芯片U8(型號(hào)74HC244)的輸入端8相接，解調(diào)器芯片10’的輸出端53與數(shù)據(jù)選擇器U7的輸入端1和短路趾J5的輸入端1和電平轉(zhuǎn)換芯片U8的輸入端6對(duì)應(yīng)相接。
對(duì)照?qǐng)D4、5，來(lái)自DSP的成形后基帶樣值序列以并行12bit數(shù)據(jù)的形式通過(guò)DSP輸入接口，完成DSP與調(diào)制器芯片3’(型號(hào)AD9856)數(shù)字調(diào)制單元之間的緩沖與電平匹配的任務(wù)。調(diào)制器芯片3’完成對(duì)輸入數(shù)據(jù)的速率變換、產(chǎn)生數(shù)字載波并完成上變頻至0～80MHz的數(shù)字中頻、最后經(jīng)內(nèi)置的D/A變換送至LC濾波器。LC濾波器是接在調(diào)制器芯片3’的內(nèi)置D/A變換之后的，主要用于濾除帶外噪聲。放大輸出部分則將LC濾波后的中頻信號(hào)放大至合適的幅度后輸出。調(diào)制器芯片3’可以通過(guò)串行的方式進(jìn)行編程，MCU部分就是用于完成對(duì)調(diào)制器芯片3’的編程設(shè)置。由于調(diào)制器芯片3’為一數(shù)字信號(hào)處理構(gòu)成的數(shù)字調(diào)制單元，其內(nèi)部的信號(hào)處理有嚴(yán)格的時(shí)序關(guān)系，因此需要外接的時(shí)鐘同步與分配單元來(lái)保證輸入數(shù)據(jù)與內(nèi)部處理時(shí)鐘的同步。
MCU控制器4’(型號(hào)AT89C2051)是八位單片機(jī)，其作用就是利用其單片機(jī)P1口通過(guò)調(diào)制器芯片3’(型號(hào)AD9856)的串口對(duì)其內(nèi)部寄存器進(jìn)行設(shè)置，從而控制調(diào)制器芯片3’和放大器(型號(hào)AD8320)的參數(shù)。由于單片機(jī)與調(diào)制器芯片3’使用的電源不同，在它們之間插入了一片電平轉(zhuǎn)換芯片U8(型號(hào)74HC244)進(jìn)行電平匹配。電平轉(zhuǎn)換芯片U8輸出的信號(hào)包括復(fù)位、片選、寄存器組選擇、調(diào)制器芯片3’串口寫入等信號(hào)。單片機(jī)P1口通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片的電平匹配適配后，可完成系統(tǒng)的初始化，包括正確地送出復(fù)位信號(hào)，并且向調(diào)制器芯片串口寫入正確地控制指令和數(shù)據(jù)。LC濾波部分，調(diào)制器芯片在對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制后，經(jīng)過(guò)內(nèi)置的D/A變換器后輸出。由于D/A變換器的零階保持效應(yīng)，輸出信號(hào)在n×SYSCLK±FCARRIER(n＝1，2，3)處含有諧波。為了濾除這些諧波分量，需外接一個(gè)7階橢圓濾波器。放大輸出部分采用與芯片AD9856配套的芯片AD8320，該芯片的控制由芯片AD9856通過(guò)串口來(lái)實(shí)現(xiàn)。而對(duì)其放大系數(shù)的設(shè)置也是通過(guò)對(duì)調(diào)制器芯片3’內(nèi)部寄存器的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)照?qǐng)D6、7，MCU控制單元用于對(duì)解調(diào)器芯片10’(型號(hào)STEL-2105STEL-2105)進(jìn)行編程以便設(shè)置解調(diào)器芯片10’的工作參數(shù)。MCU控制單元采用ATMEL公司的八位單片機(jī)AT89C51，通過(guò)八位微控制器接口來(lái)設(shè)置解調(diào)器芯片10’(STEL-2105)內(nèi)部的寄存器，從而改變解調(diào)過(guò)程的各個(gè)參數(shù)。輸出接口部分用于將解調(diào)器芯片10’(型號(hào)STEL-2105輸出的基帶信號(hào)及時(shí)鐘以適當(dāng)?shù)耐椒绞剿椭罝SP接收端。圖7所示電路為本系統(tǒng)中所用的接口輸出電路。這里的接口輸出為經(jīng)判決后的I、Q兩路基帶數(shù)字信號(hào)輸出，電路外接為DSP開(kāi)發(fā)板的異步串行口。這里設(shè)計(jì)的接口為集中同步及輸出方案作了準(zhǔn)備，對(duì)于異步串口的時(shí)鐘輸入，可以選擇符號(hào)時(shí)鐘SYMCLK或是采樣時(shí)鐘SAMCLK(SYMCLK的4～5倍頻信號(hào))這可由圖7左下方短路趾J5的跳線子來(lái)選擇。另外可以選擇從一個(gè)串口輸入或是從兩個(gè)串口同時(shí)輸入。選擇從單一串口DR0輸入時(shí)，將圖7上部短路趾J4的跳線子2-3短接，數(shù)據(jù)由符號(hào)時(shí)鐘SYMCLK對(duì)I、Q兩路數(shù)據(jù)交替選通來(lái)產(chǎn)生，符號(hào)時(shí)鐘SYMCLK為“1”時(shí)輸入I路；為“0”時(shí)輸入Q路。選擇兩路同時(shí)輸入的方式時(shí)DR0輸入I路，DR1輸入Q路，此時(shí)需將位于圖7上部短路趾J4的跳線子1-2短接。
權(quán)利要求1.中頻數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，其特征是分調(diào)制器(AA)和解調(diào)器(BB)二部分，其中調(diào)制器(AA)中的DSP接口電路(1’)的輸出端(D11、D10、D9、D8、D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0)與調(diào)制器芯片(3’)的輸入端(2、3、6、7、8、9、12、13、14、15、16、17)對(duì)應(yīng)相接，時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路(2’)中的D觸發(fā)器(U2)的輸出端(5)和晶振(U1)的輸出端(8)分別與調(diào)制器芯片(3’)的輸入端(1、47)對(duì)應(yīng)相接，MCU控制器4’中的電平轉(zhuǎn)換芯片(U8)的輸出端(3、5、7、9、12、14、16、18)分別與D觸發(fā)器(U2)的輸入端(1)和調(diào)制器芯片(3’)的輸入端(48、16、45、42、41、40、38)對(duì)應(yīng)相接，調(diào)制器芯片(3’)的輸出端(30、28)與LC濾波器(5’)的輸入端(1、2)對(duì)應(yīng)相接，LC濾波器(5’)的輸出端(3、4)與放大輸出電路(6’)的輸入端(19、GND)相接；所述的解調(diào)器(BB)中的中頻放大電路(U1)的輸出端(3、6)與A/D采樣器(U3)的輸入端(3、7)對(duì)應(yīng)相接，時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路(9’)中的晶振(U2)的輸出端(8)與A/D采樣器(U3)的輸入端(10)和解調(diào)器芯片(10’)的輸入端(17)對(duì)應(yīng)相接，A/D采樣器(U3)的輸出端(20、19、18、17、14、13、12、11)分別與解調(diào)器芯片(10’)的輸入端(19、20、21、22、23、24、25、26)相接，MCU控制器(U5)的輸出端(6、7、8、17、16、12、39、38、37、36、35、34、33、32、21、22、23、24、25)分別與解調(diào)器芯片(10’)的輸入端(2、58、16、15、13、59、62、63、64、65、66、67、68、1、8、7、6、5、4)對(duì)應(yīng)相接；解調(diào)器芯片(10’)的輸出端(39)與DSP接口電路(11’)中短路趾(J5)的輸入端(3)相接，解調(diào)器芯片(10’)的輸出端(46)與DSP接口電路(11’)中短路趾(J4) 的輸入端(1)和數(shù)據(jù)選擇器(U7)的輸入端(3)相接，解調(diào)器芯片(10’)的輸出端(49)與DSP接口電路(11’)中的數(shù)據(jù)選擇器(U7)的輸入端(2)和電平轉(zhuǎn)換芯片(U8)的輸入端(8)相接，解調(diào)器芯片(10’)的輸出端(53)與數(shù)據(jù)選擇器(U7)的輸入端(1)和短路趾(J5)的輸入端(1)和電平轉(zhuǎn)換芯片(U8)的輸入端(6)對(duì)應(yīng)相接。
專利摘要本實(shí)用新型是中頻數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，其結(jié)構(gòu)由調(diào)制器和解調(diào)器二部分組成，其中調(diào)制器的中頻已調(diào)信號(hào)輸出端與解調(diào)器的中頻輸入端相接，所述的調(diào)制器由DSP接口電路、時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路、調(diào)制器、MCU控制器、LC濾波器、放大輸出電路組成，所述的解調(diào)器由中頻放大電路、A/D采樣器、時(shí)鐘產(chǎn)生與分配電路、解調(diào)器芯片、DSP接口電路、MCU控制器組成，優(yōu)點(diǎn)可以采用先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)；可以靈活的改變一些系統(tǒng)的參數(shù)，從而使系統(tǒng)具有更大的靈活性；可以克服模擬系統(tǒng)受環(huán)境參數(shù)影響而導(dǎo)致性能下降的弊病，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；作為模塊，很容易與TMS320C6201DSP實(shí)現(xiàn)的OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行接口，可靈活地應(yīng)用到IEEE802.6寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)中，完成其中頻調(diào)制解調(diào)功能。可應(yīng)用到其它無(wú)線通信系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、緊湊，使用方便。
文檔編號(hào)H03D7/00GK2728097SQ20042002597
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月5日
發(fā)明者朱琦, 邵世祥, 周利崗, 酆廣增, 吳蒙, 趙夙 申請(qǐng)人:南京郵電學(xué)院