基于CPLD的突发调制器的设计

本设计用在一点对多点无线通信系统中。一点对多点无线通信系统是一种将卫星通信的多址技术移植到地面上与视距微波技术网络和交换技术网络相结合的一种系统。它可以是公用电话网的延伸, 也可自己组网。中央站是广播式的连续发射信号, 外围站是突发信号也就是TDMA (时分多址) 方式。这个突发控制信号是由基带控制产生的在中频模块实现的。这就是本设计的实体部分——突发调制器。

1 回顾

传统的突发调制器开关是用模拟开关实现的, 一般是关断调制器的载波信号进而实现调制信号的突发。这种设计的占用版面空间大, 而且只能关断十几个dB, 效果不好。

2 用EP1K100QI208-2内部ROM和D触发器实现突发调制的原理

2.1 软开关实现快速关断

本方案是在CPLD内部把成型后的八位并行输出信号送给8D触发器, 用开关信号控制8D触发器的输出来实现 (I、Q路) 的突发。

2.2 调制模块的工作原理

它是一个平衡调制器, 当I、Q两路被开关关断时, 理想状态下输入载波LO被抑制掉, IFOUT无输出, 但由于调制模块的内部二极管的不一致性, 使调制模块有载漏。

通过调整ROM内部的数据使之工作在合适的直流工作点上 (对于调制模块来说) 。当关断的时候使载漏最小。通过实验本设计可抑制载波53dB。从频谱仪上观察到的开关状态的动态频谱图如图1。

图中曲线a是开状态下的频谱, 曲线b是关状态下的频谱, 因为开关速度很快, 所以在频谱仪上放慢显示成上图。和传统的关断载波十几个dB相比, 性能提高显而易见。

2.3 CPLD内部原理图 (如图2)

2.4 本设计的第二个亮点是一种有源的正交调制芯片U2793的应用

(1) 传统的调制模块器件都是一种无源的的用用离散器件组成的由金属外壳封装的模块块, , 它它体积大, 价格高, 工作在大信号状态。随随着着科技的发展现在集成度越来越高, 设备备越越做越小。这种无源器件逐渐被体积小, 价价格格低的有源器件所代替。

(2) 有源的正交调制芯片U2793简介。UU227793是一款全数字正交调制芯片, 可输出出3300MHz~300MHz的连续/突发信号, 调制制方方式可以是QPSK/16QAM, 速率最高可达达4400Mbps (16QAM) 。工作在小信号状态下。基基本本工作参数如下。

(1) 工作电压:+5V; (2) 低功耗:15mA/5V; (3) (3) 输输出电平可调整, 极好的边带抑制和谐波抑抑制制。

3本设计方案的优点

(1) 提高了集成度和稳定性。

传统的开关电路是模拟电路, 占用很大版面空间。而且造成干扰和空间连接的不方便。本方案采用CPLD提高了集成度和稳定性。

(2) 降低了成本。

模拟开关电路成本费用100多元, 本设计把软开关放在CPLD内部, 不需另加成本。

(3) 可编程性、调试方便。

调试过程中可通过现场编程使中央站调制器 (连续调制器) 和外围站调制器 (突发调制器) 互换。

(4) 调制模块采用u2793B有源器件, 降低了成本, 提高了性能。

4 结语

(1) 按照上述方法设计的突发调制器在一点对多点系统中已经正常使用, 系统性能稳定可靠。

(2) 本设计通信速率最高可达到5Mbps。

摘要：本文介绍一种采用美国ALTERL公司生产的在线系统可编程大规模集成逻辑器件 (CPLD) EP1K100QI208-2实现突发调制器的设计, 其设计方法简便、集成度高, 且能提高系统的可靠性及灵活性。

关键词：CPLD,在线系统可编程器件,软开关,有源调制器芯片

参考文献

[1] 赵曙光, 郭万有, 杨颂华.可编程逻辑器件原理、开发与应用[M].西安电子科技大学出版社, 2000.

[2] 姚彦, 梅顺良, 高葆新, 等.数字微波中继通信工程[M].人民邮电出版社.