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：
本實用新型涉及的是一種利用電子電路實現(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，則是通過模擬乘法器將基帶信號與載波直接相乘，然后選擇所需的邊帶；解調(diào)時模擬乘法器將接收后經(jīng)濾噪放大的已調(diào)信號與載波相乘，然后通過低通濾波器得到所需的基帶信號。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，而且在系統(tǒng)工作時無法改變系統(tǒng)參數(shù)，無法與DSP接口完成數(shù)字信號處理的工作，因此也不能實現(xiàn)軟件無線電的思想。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對上述存在的缺陷，提出一種以全數(shù)字信號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的擴展存儲器和BSP串口接口，并通過八位單片機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，實現(xiàn)軟件無線電的思想。本實用新型的技術(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)制器芯片的對應(yīng)輸入端對應(yīng)相接，調(diào)制器芯片的輸出端與LC濾波器的輸入端對應(yīng)相接，LC濾波器的輸出其端與放大輸出電路的輸入端對應(yīng)相接。所述的解調(diào)器由中頻放大電路、A/D采樣器、時鐘產(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鐘產(chǎn)生與分配電路的輸出端分別與A/D采樣器的對應(yīng)輸入端對應(yīng)相接，時鐘產(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)器芯片的對應(yīng)輸入端對應(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。
本實用新型的優(yōu)點可以采用先進的數(shù)字信號處理技術(shù)來實現(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實現(xiàn)的OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進行接口，可靈活地應(yīng)用到IEEE802.6寬帶無線接入系統(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)計合理、緊湊，使用方便，性能穩(wěn)定可靠等特點。


附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。
附圖2是調(diào)制器的實施例電原理圖。
附圖3是解調(diào)器的實施例電原理圖。
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。
具體實施方式
對照圖1，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。
對照圖2、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AD9856)的輸入端2、3、6、7、8、9、12、13、14、15、16、17對應(yīng)相接，時鐘產(chǎn)生與分配電路2’中的D觸發(fā)器U2(型號74HC74)的輸出端5和晶振U1(型號74HC74)的輸出端8分別與調(diào)制器芯片3’的輸入端1、47對應(yīng)相接，MCU控制器4’(型號AT89C2051)中的電平轉(zhuǎn)換芯片U8(型號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AD8041)的輸出端3、6與A/D采樣器U3(型號AD9057BRS-80)的輸入端3、7對應(yīng)相接，時鐘產(chǎn)生與分配電路9’中的晶振U2(型號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STEL-2150/CC)的輸入端17對應(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對應(yīng)相接。
對照圖4、5，來自DSP的成形后基帶樣值序列以并行12bit數(shù)據(jù)的形式通過DSP輸入接口，完成DSP與調(diào)制器芯片3’(型號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濾波后的中頻信號放大至合適的幅度后輸出。調(diào)制器芯片3’可以通過串行的方式進行編程，MCU部分就是用于完成對調(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)字信號處理構(gòu)成的數(shù)字調(diào)制單元，其內(nèi)部的信號處理有嚴格的時序關(guān)系，因此需要外接的時鐘同步與分配單元來保證輸入數(shù)據(jù)與內(nèi)部處理時鐘的同步。
MCU控制器4’(型號AT89C2051)是八位單片機，其作用就是利用其單片機P1口通過調(diào)制器芯片3’(型號AD9856)的串口對其內(nèi)部寄存器進行設(shè)置，從而控制調(diào)制器芯片3’和放大器(型號AD8320)的參數(shù)。由于單片機與調(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74HC244)進行電平匹配。電平轉(zhuǎn)換芯片U8輸出的信號包括復位、片選、寄存器組選擇、調(diào)制器芯片3’串口寫入等信號。單片機P1口通過電平轉(zhuǎn)換芯片的電平匹配適配后，可完成系統(tǒng)的初始化，包括正確地送出復位信號，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)制器芯片在對信號進行數(shù)字調(diào)制后，經(jīng)過內(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通過串口來實現(xiàn)。而對其放大系數(shù)的設(shè)置也是通過對調(diào)制器芯片3’內(nèi)部寄存器的設(shè)置來實現(xiàn)的。
對照圖6、7，MCU控制單元用于對解調(diào)器芯片10’(型號STEL-2105STEL-2105)進行編程以便設(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AT89C51，通過八位微控制器接口來設(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)過程的各個參數(shù)。輸出接口部分用于將解調(diào)器芯片10’(型號STEL-2105輸出的基帶信號及時鐘以適當?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)字信號輸出，電路外接為DSP開發(fā)板的異步串行口。這里設(shè)計的接口為集中同步及輸出方案作了準備，對于異步串口的時鐘輸入，可以選擇符號時鐘SYMCLK或是采樣時鐘SAMCLK(SYMCLK的4～5倍頻信號)這可由圖7左下方短路趾J5的跳線子來選擇。另外可以選擇從一個串口輸入或是從兩個串口同時輸入。選擇從單一串口DR0輸入時，將圖7上部短路趾J4的跳線子2-3短接，數(shù)據(jù)由符號時鐘SYMCLK對I、Q兩路數(shù)據(jù)交替選通來產(chǎn)生，符號時鐘SYMCLK為“1”時輸入I路；為“0”時輸入Q路。選擇兩路同時輸入的方式時DR0輸入I路，DR1輸入Q路，此時需將位于圖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)對應(yīng)相接，時鐘產(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)對應(yīng)相接，時鐘產(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)對應(yīng)相接。
專利摘要本實用新型是中頻數(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)點可以采用先進的數(shù)字信號處理技術(shù)來實現(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實現(xiàn)的OFDM基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進行接口，可靈活地應(yīng)用到IEEE802.6寬帶無線接入系統(tǒng)中，完成其中頻調(diào)制解調(diào)功能。可應(yīng)用到其它無線通信系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、緊湊，使用方便。
文檔編號H03D7/00GK2728097SQ20042002597
公開日2005年9月21日 申請日期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 申請人:南京郵電學院