| 摘 要： 對(duì)多功能調(diào)制芯片Stel-1109的功能、原理及內(nèi)部結(jié)構(gòu)做了較詳細(xì)的介紹,并給出了在高速正交調(diào)制中的應(yīng)用實(shí)例。在該系統(tǒng)中,應(yīng)用Stel-1109的QPSK調(diào)制方式,實(shí)現(xiàn)了高速正交擴(kuò)頻編碼和調(diào)制。 關(guān)鍵詞： QPSK調(diào)制 擴(kuò)頻通信 多進(jìn)制正交擴(kuò)頻 隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,單一的調(diào)制方式和通信速度已經(jīng)越來越不適應(yīng)發(fā)展的要求。因此一些具有多種調(diào)制方式以及通信速率可變的芯片相繼產(chǎn)生了。Stel-1109就是其中之一,它是一種高集成度、高靈活性、支持突發(fā)傳輸?shù)母咚偃珨?shù)字調(diào)制芯片,可實(shí)現(xiàn)BPSK、QPSK、16QAM等調(diào)制方式,主頻高達(dá)165MHz,最高輸出中頻65MHz,數(shù)據(jù)速率可達(dá)10Mbps(BPSK)、20Mbps(QPSK)、40Mbps(16QAM)。該器件使用3.3V電壓,但可接收5V的控制輸入信號(hào)。內(nèi)部有58個(gè)可讀寫寄存器,用來設(shè)置芯片的工作狀態(tài)、調(diào)制方式、數(shù)據(jù)速率、編碼方式等。自身帶有10bit的D／A變換器,將調(diào)制之后的數(shù)字信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為模擬中頻信號(hào),使用十分靈活方便。 1 Stel-1109內(nèi)部組成 圖1給出Stel-1109的內(nèi)部結(jié)構(gòu),主要由數(shù)據(jù)通路和控制單元組成。數(shù)據(jù)通路由比特編碼、碼元變換、兩個(gè)數(shù)據(jù)濾波通道（I、Q）組成。每個(gè)通道都包含有Nyquist濾波器、內(nèi)插濾波器和調(diào)制器�？刂茊卧煽偩�接口單元（BIU）、時(shí)鐘產(chǎn)生器和數(shù)控振蕩器（NCO）組成。  1.1 數(shù)據(jù)通路介紹 1.1.1 比特同步模塊 比特同步模塊的作用就是鎖定輸入數(shù)據(jù)并使其與比特時(shí)鐘同步。同步有兩種方式：外部數(shù)據(jù)被Stel-1109內(nèi)部比特時(shí)鐘的下降沿鎖定,稱為主動(dòng)方式;外部數(shù)據(jù)由外部時(shí)鐘上升沿鎖定,稱為被動(dòng)方式。當(dāng)為主動(dòng)方式時(shí), 受clken控制,當(dāng)clken為低電平時(shí),沒有輸出。圖2給出兩種方式的時(shí)序。 1.1.2 比特編碼模塊 比特編碼模塊接收來自比特同步輸出的數(shù)據(jù)流,且由數(shù)據(jù)使能信號(hào)dataen控制數(shù)據(jù)流的輸入。該模塊可實(shí)現(xiàn)擾碼（Scrambler）編碼和R－S（Reed－Solomon)編碼,并分別有兩個(gè)使能控制信號(hào)scrmen和roslen控制編碼的選擇。這些使能信號(hào)既可由硬件產(chǎn)生,也可通過軟件對(duì)相應(yīng)寄存器配置來實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼功能的允許和禁止。擾碼編碼長(zhǎng)度24位,由初始碼和掩碼兩部分組成,根據(jù)系統(tǒng)要求確定生成多項(xiàng)式,并計(jì)算得到掩碼的值。而初始碼和掩碼分別寫入寄存器R30H～R32H和R33H～R35H。  1.1.3 碼元變換單元 該單元如圖3所示,包含比特變換、差分編碼、碼元變換。它將比特編碼輸出的串行數(shù)據(jù)比特變換成為碼元,不同的調(diào)制方式每個(gè)碼元的比特?cái)?shù)不同。 比特變換單元將串行數(shù)據(jù)比特變換為碼元比特,（每個(gè)碼元包括四個(gè)輸出比特 、 、 、 ）。對(duì)于BPSK調(diào)制方式,輸入的每比特 對(duì)應(yīng)的碼元變換結(jié)果為  ,即四個(gè)比特相等。對(duì)于QPSK調(diào)制方式,則每?jī)蓚�(gè)比特（ 、)形成一個(gè)碼元,變換結(jié)果為 ,  或者為 , 兩種組合。對(duì)于16QAM調(diào)制方式,每四個(gè)比特形成一個(gè)碼元,根據(jù)I、Q的次序共有八種組合。而碼元變換則根據(jù)選定的調(diào)制星座圖把碼元比特映射成為相應(yīng)的星像點(diǎn),這些選擇都可通過配置相應(yīng)的寄存器進(jìn)行選擇。
1.1.4 有限脈沖響應(yīng)濾波器和內(nèi)插濾波器 有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR）的主要作用是使經(jīng)過濾波器后的信號(hào)邊帶頻譜最小。它是具有32個(gè)抽頭的線性相位響應(yīng)對(duì)稱濾波器,根據(jù)系統(tǒng)帶寬要求確定濾波特性,從而計(jì)算出濾波系數(shù)。有16個(gè)10bit的可編程系數(shù)寄存器,以2進(jìn)制補(bǔ)碼形式儲(chǔ)存濾波系數(shù)值,范圍為－512到＋511。 內(nèi)插濾波器是3階可編程濾波器,它把信號(hào)采樣速率提高到與主時(shí)鐘頻率相同,從而平滑數(shù)據(jù)信號(hào),濾除寄生的頻譜。通過編程可改變?yōu)V波器的內(nèi)插因子和增益。 1.2 控制單元介紹 1.2.1 總線接口單元 總線接口單元包括58個(gè)可編程寄存器以及控制信號(hào)。rst是主復(fù)位信號(hào),低有效,復(fù)位所有可編程寄存器。dsb、csel、wr控制信號(hào)完成存取操作,均為低有效。csel為片選信號(hào),wr為讀寫控制信號(hào),wr為低時(shí)是寫寄存器狀態(tài),反之為讀寄存器狀態(tài)。dsb是寫控制信號(hào),當(dāng)片選信號(hào)csel有效且寫信號(hào)wr為低時(shí),dsb信號(hào)由高變低之時(shí),寫過程開始,在它變高之時(shí),寫過程結(jié)束。 1.2.2 時(shí)鐘產(chǎn)生單元 輔助時(shí)鐘 |
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