可编程数字上变频器HSP50415的结构、功能和特点.doc

可编程数字上变频器HSP50415的结构、功能和特点摘要：介绍了Intersil公司推出的可编程数字上变频器HSP50415的结构、功能和特点，给出了HSP50415在数字上变频应用中与TMS320VC5509的接口电路。     关键词：软件无线电；数字上变频；数字调制；HSP50415 引言软件无线电技术已在当今无线通信中得到了迅猛发展，并逐渐成为通信领域一个新的发展方向。软件无线电的基本思想是在一个通用的硬件平台上，通过软件加载的方式用软件实现所有无线电台的功能。软件无线电的理想结构是将、尽可能地靠近天线。考虑到目前、的带宽及的处理能力，一般采用中频采样的软件无线电结构。 的功能和特点 的内部结构和功能由深度的数据缓冲器、星座映射器、成形和内插滤波器、复数乘法器、符号率、载波及双路组成。其内部组成如图所示。各组成部分的功能如下：前端数据输入模块：的信号输入管脚是()、和。数据输入有两种方式：一种是固定符号速率传输方式，一种是猝发传输方式。在固定符号速率传输方式下，数据将以倍采样率进入数据缓冲区，缓冲区为×的。一旦一对和数据进入，数据会以采样率读出。因为完成了一个串并变换，将一路信号变换成和两路信号，因此输入端数据率是输出端的倍。在猝发方式下，当数据满或半满时，的标志位可触发的中断，通知停止发数据，这时可读数据。输入时序如图所示。星座映射图：星座映射图中有一个用户可编程查找表（× ），这个查找表仅支持最大位宽为()的数据，可完成各种正交的和基带码映射。和数据合并成的数据作为地址去查表，得到映射数据并以:和:的形式输出，如图所示。    成形滤波器：成形滤波器的基本内插率为×、×或×。此外，还有一个可选的模式以供用户将抽样率减少。成形滤波器的运算由移位累加来完成，其最大输入采样率为(××)(×)，)。若使用模式，则式中为，否则为，为输入数据的位数，为内插率。半带滤波器：半带滤波器的内插率为，由于其系数在偶数点上为零，因此可将计算量减少一倍。内插滤波器：内插滤波器将半带滤波器的输出采样率插值到最终的采样率。数控振荡器（）：为内插滤波器提供时钟，并允许输入和输出采样率有非整数倍关系。乘法器：把基带信号调制到可编程中频上。输出模块：内部集成了双路位，并由滤波器提供滚降补偿，可以实现模拟输出。另外还提供了位数字输出。 的特点是一个功能强大的可编程调制器，编程十分灵活，信号的极性可以通过编程来改变，内部集成了高速转换器，性价比较高。具有功耗低、 精度高、可靠性强等优点，其主要性能参数如下：最高输出采样率达最高输入数据率达。编程载波和符号均为位，精度高。滚降补偿。每路有四片×位的滤波器，其系数可由公司提供的软件来产生。成形滤波器的内插率可编程设置，达个符号间隔，半带滤波器和内插滤波器的系数是固定的。数字信号处理能力大于（）。位数字输出或双路位模拟输出，处理能力大于。微处理器端口有个控制寄存器，可方便地控制×位及其深度、成形滤波器的阶数、增益调整、符号速率、载波频率及是否旁路某些模块等。 的主要管脚功能： 系统时钟： 系统内部时钟:： 数据总线:： 微处理器数据总线： 微处理器读： 微处理器写:： 微处理器地址总线:,:： 数字输出,: 模拟输出： 采样时钟的倍： 参考时钟： 异步数据时钟： 猝发模式选通信号： 路数据选通信号： 中断请求信号,： 电平监控信号： 数字锁相环的状态标志,： 为减小串音提供的补偿信号： 内部参考选择： 外部参考电压输入： 满量程电流调整    的初始化及参数设置的初始化包括两部分，一是对控制寄存器的初始化，二是对成形滤波器系数及星座映射器的初始化。总共有个寄存器，通过对这些控制寄存器的访问，可以方便地控制×位及其深度、成形滤波器的阶数、增益调整、符号速率、载波频率以及是否旁路某些模块等，从而便于进行硬件调试。系数和控制字的值可以使用公司网站提供的可执行文件和方便地产生。图表示将值为的控制字送入地址为的控制寄存器的时序。的参数可由下面的公式确定：符号率（）×载波（）× 的调制原理及实现的复数乘法器可完成如下运算：()()()() ()其中，()为输出信号，为载波频率，为取样间隔。根据()和()编码方式的不同，可以完成、等调制方式。如令()，则：()()()此时即可得到调制信号。 用实现数字上变频编程灵活，可应用于无线电台的发射系统中。图为与的接口电路，可用来实现数字上变频技术。图中采用了两个片选信号，用于区分微处理器端口和数据端口。初始化时选通，通过微处理器接口访问。初始化完成后选通，每收到一个中断，便通过接口向发一个数据。连接以表明这个数据是数据还是数据。与相或产生信号。中断信号由产生。 典型程序代码 一个位寄存器初始化代码 , ;定义为片选空间的地址 , , ;定义为片选空间的地址 , , ;定义为片选空间的地址 , , ;定义为片选空间的地址 , , ;定义为片选空间的地址 , 简单的发送程序（以正弦波为例） ， ;设发射通常为,循环发送 _, ;中存放实数 _, ;中存放虚数: , ;定义为片选空间地址为 , , , , : , _, _,