基于AD9957和XC4VSX55在线动态可配QPSK调制器设计与实现

引 言

在实际应用中， 为了达到某些试验目的， 经常需要对QPSK 调制器进行在线动态配置， 而目前大部分调制器都是固定写死的，若需要改变参数设置则必须重新烧写程序， 这样给试验带来了不便。本文提出了一种基于 XC4VSX55、AD9957 的在线动态可适时配置参数的 QPSK 调制器的设计方法，解决了试验难题。

1 芯片简介

1.1 AD9957简介

AD9957 可以在成本、尺寸、功耗和动态性能等均非 常关键的通信系统中作为通用 I/Q 调制器和捷变上变频器。 AD9957 将一个高速直接数字频率合成器 (DDS) 与一个具 有高性能、高速率的 14 位数模转换器 (DAC)、时钟乘法器 电路、数字滤波器和其它 DSP 功能集成在一个芯片上。该 器件可以在有线或无线通信系统中为数据传输提供基带上变 频。AD9957 是正交数字上变频器 (QDUC) 系列中的第三款产 品，该系列还包括 AD9857 和 AD9856。该器件可以在工作 速度、功耗和频谱性能方面提供更好的性能。同其前款产品 不同，该器件针对 I/Q 基带数据支持 16 位串行输入模式。此 外，该器件可通过编程设置为单频正弦波信号源或插值 DAC。 AD9957 支持三种基本工作模式，分别为正交调制 (QDUC) 模 式（默认）、DAC 插值模式与单频调制模式。工作模式通过控 制功能寄存器中的工作模式位来进行选择。

1.2 XC4VSX55简介

XC4VSX55 是 Xilinx 公司 V4 系列大门数 FPGA，支持 多种单端和差分 I/O 标准。例如 LVTTL、LVCMOS 及连接至 板上其他器件。与单端 I/O 标准相比，差分信号可提供更好的 噪音容限，产生更低的电磁干扰（EMI），且降低功耗。支持 的差分标准有 LVDS、LVPECL 等。

2 实现原理 

2.1 顶层实现原理 

顶层实现原理框图如图 1 所示。可通过 PC 机进行在线 配置，通过 MAX3232 进行电平转换后发送给 XC4VSX55, 在 XC4VSX55 内实现 UART 接口进行在线配置数据的收集并分 析，在串并转换后发送至 AD9957 进行 QPSK 调制。XQF32P 用来给 XC4VSX55 加载程序。 系统工作时可通过 PC 机进行在线动态配置调试数据、 调制速率及设置 AD9957 内部工作时钟等

2.2 XC4VSX55 实现原理 

XC4VSX55 为了实现与 PC 机通信，采用 VHDL 语言编 写 UART（异步串口）程序，接收到数据后就缓存，然后对接 收的数据进行指令解析，经串并转换后输出给 AD9957 进行 QPSK 调制。XC4VSX55 内实现框图如图 2 所示。

结 语

本文通过MAX3232、XC4VSX55、AD9957 等芯片设置了在线动态可配的QPSK 调制器，提高了使用的灵活性、通用性，满足了用户对调制数据、调制数据速率等多样化要求，符合设计要求。