摘要：AD6634是Analog Devices公司的四通道寬帶可編程數(shù)字接收信號處理芯片。文中介紹了AD6634的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本功能特點，給出了基于AD6634的通用可編程中頻軟件無線接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時給出了系統(tǒng)中AD轉(zhuǎn)換、FIFO和DSP等器件的選擇方向，最后討論了AD6634主要參數(shù)的設(shè)置方法。
關(guān)鍵詞：軟件無線電 AD6634 接口 參數(shù)設(shè)置
1 引言
1992年5月，Miltre公司的Jeo Mitoa首次提出了軟件無線電的概念，其基本思想是在一個通用可編程硬件平臺上，通過軟件編程的方法來完成通信的各種功能，并將A/D、D/A轉(zhuǎn)換盡量靠近天線，盡可能多地實現(xiàn)系統(tǒng)功能軟件化。其通用的硬件平臺可用可編程數(shù)字信號處理器（DSP）來實現(xiàn)。但是由于器件發(fā)展水平的限制，常用A/D轉(zhuǎn)換器件的軟件速率一般只能達到幾十MHz到幾百MHz，因而不能在射頻頻域進行數(shù)字化采樣。另外，DSP的處理速度比較低，通常是將整個系統(tǒng)分成射頻部分、中頻部分和基頻部分分別處理。即在射頻部分將信號模擬下變頻到10MHz至100MHz的中頻段，然后在中頻實現(xiàn)采樣數(shù)字化，由于中頻采樣后信號對DSP的處理速度要求依然很高，比如，如果取樣速率在30～50MHz，則至少需要5000MIPS（million instructions per second）的DSP才能滿足實時處理要求。而目前單個DSP器件很難滿足采樣信號直接處理的實時性要求，所以，必須在中頻段進行數(shù)字下變頻處理，降低數(shù)據(jù)的速率，同時要確保輸出的數(shù)據(jù)不混疊，這樣才能夠在基帶處理部分恢復(fù)原始信號。采用AD公司的四通道接收信號處理芯片AD6634能夠很好的實現(xiàn)這一功能。

圖1

2 AD6634的功能特點
AD6634能同時處理四個不同的輸入信號，其基本功能是對輸入采樣數(shù)據(jù)進行正交混頻，以將采樣信號從中頻變到基帶；之后再對混 頻后的信號進行抽取以降低數(shù)據(jù)速率，從而方便DSP的處理；其內(nèi)置濾波器濾除帶外信號，并提取所需要的信號等。AD6634的基本結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。其基本功能特點如下:
·帶有80Msps寬帶雙輸入端口（14位線性部分，3位指數(shù)部分），能同時處理兩個WCDMA通道或者4個GSM/EDGE，IS136通道。輸入數(shù)據(jù)格式靈活，并可由內(nèi)部寄存器字控制。
·四路獨立的數(shù)字接收通道，可同時處理四路不同的輸入信號，也可四個通道同時時同一輸入寬帶信號，每一通道都可配置處理來自任一端口的數(shù)據(jù)，這樣就可以根據(jù)輸入信號的不同來靈活設(shè)計。
·具有雙16位并行輸出端口，可提高數(shù)據(jù)輸出速率。
·有32位復(fù)數(shù)可調(diào)NCO，可保證足夠的混頻信號精度。
·rCIC2是二階積分梳狀濾波器，內(nèi)插因子最大可達512，抽取因子最大為4096，數(shù)據(jù)變化率為兩者之比；5階CIC濾波（CIC5）的抽取因子從2～32；可編程RAM系數(shù)濾波（RCF）抽取因子從1～256。因而可滿足對輸入信號的抽取，降低數(shù)據(jù)速率的要求。
·可選擇96dB范圍的可編程數(shù)字AGC回路，并可直接和RAKE接收機接口。
·JTAG邊界掃描測試，符合IEEE標準1149.1規(guī)范。
·采用3.3V I/O和2.5V CMOS內(nèi)核雙電壓供電，優(yōu)點明顯，因為3.3V的I/O提高了驅(qū)動能力，且易于和外圍芯片進行接口，而2.5V內(nèi)核則大大降低了芯片功耗。
3 中頻軟件無線電的硬件電路
利用AD6634來設(shè)計通用可編程中頻軟件無線接收系統(tǒng)的基本思路是：首先將抗混疊濾波后的信號輸入AD進行采樣轉(zhuǎn)換，并將AD輸出信號作為AD6634的輸入信號，然后通過兩個數(shù)字混頻器來和數(shù)控蕩器產(chǎn)生的正弦、余弦信號相乘，再由抽取濾波器抽取以輸出數(shù)據(jù)速率降低的數(shù)字基帶信號，最后經(jīng)FIFO緩沖后，送入DSP進行基帶處理。基于最后經(jīng)FIFO緩沖后，送入DSP進行基帶處理�；贏D6634的中頻軟件無線電（SDR）的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。由圖2可以看出，系統(tǒng)中的主要IC除了AD6634外，還有AD轉(zhuǎn)換、FIFO、DSP、FPGA等。
A/D轉(zhuǎn)換器選用AD公司的AD9238，該芯片具有12位采樣精度，最大采樣速率為65MHz，信噪比（SNR）為70dB，無雜散動態(tài)范圍為85dB。ASD9238為兩路輸入、兩路輸出定點模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，具有偏移二進制和二進制補碼兩種數(shù)據(jù)輸出格式，可以和AD6634直接接口。
由于AD6634的兩路獨立輸出不方便與DSP（TMS320C6711）進行直接連接，另外，如果直接用DSP的EMIF接口來直接接收也會增加DSP的負擔(dān)且不可靠，而如果EMIF不能及時接收，端口上的數(shù)據(jù)就會被新的數(shù)據(jù)所代替，從而造成數(shù)據(jù)的漏讀。為了避免數(shù)據(jù)丟失，必須在AD6634和DSP之間加上緩存。設(shè)計時可以用RAM、雙口RAM或FIFO。RAM或雙口RAM實時性好、地址控制簡單，但需要雙路地址總線，且芯片面積大，性價比較低。而FIFO可以采用不同的寫入和讀出速率，地址控制較為簡單，很容易與AD6634和DSP接口相連接，且芯片面積小，節(jié)省了PCB面積，性價比較高。因此，本設(shè)計選用了TI公司的選通式先入先出FIFO SN74ACT7804。這是512×18位的高速FIFO器件，在LDCK的上升沿寫入數(shù)據(jù)，在UNCK上升沿讀出數(shù)據(jù)，F(xiàn)IFO的各種狀態(tài)位（FULL，HF等）很容易作為數(shù)據(jù)讀寫的控制位，方便了接口