基于FPGA的數字選頻器設計
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D／A轉換芯片選用AD9779，AD9779屬于TxDAC系列高性能、低功耗CMOS數／模轉換器的第二代16b分辨率產(chǎn)品。所有器件都采用相同的接口選項、小型封裝和引腳排列，因而可以根據性能、分辨率和成本的要求，向上或向下兼容選擇適合的器件。AD9779提供出色的交流和直流性能，同時(shí)支持最高1000 MSPS的轉換速率。由于A(yíng)D9779輸出為差分信號，故需要通過(guò)變壓器轉成單端信號。變壓器的選型需要考慮回波損耗、帶寬、平衡性等參數，此設計中變壓器選用TC1-1T。
2．4 系統控制設計
系統控制是由16位單片機MSP430F147來(lái)實(shí)現的，系統控制框圖如圖5所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/190500.htm
2．4．1 狀態(tài)指示
芯片工作狀態(tài)的顯示是由芯片的狀態(tài)管腳在FPGA上通過(guò)LED指示實(shí)現的。其中AD6655通過(guò)寄存器0x104[3：1]控制管腳FDA[0：3]和FDB[0：3]分別指示A和B通道的ADC快速幅度與FS標稱(chēng)輸入幅度的相對關(guān)系。AD9779直接通過(guò)它的PLLLOCK管腳指示PLL是否已經(jīng)鎖定。AD9516是通過(guò)配置寄存器0X1B，0X1A，0X17分別控制管腳2，3，6上顯示VCO，PLL，HoldOver的狀態(tài)。
2．4．2 芯片配置
各芯片工作狀態(tài)的配置是通過(guò)MSP430的SPI串行接口實(shí)現的，且MSP430的SPI是三線(xiàn)的。其中MCU側的SPI是復用的，對各芯片的選擇是通過(guò)GPIO控制各芯片上的SPI的片選位。各芯片SPI的時(shí)鐘是復用的MCU主機側的SPI時(shí)鐘信號。
對AD6655寄存器的配置是通過(guò)其自帶的三線(xiàn)SPI實(shí)現的。AD6655的SPI接口中數據輸入／輸出共用同一根線(xiàn)，這與MSP430的標準四線(xiàn)全雙工SPI是不同的，要通過(guò)一個(gè)專(zhuān)門(mén)的轉換電路實(shí)現兩條單向的SI／SO線(xiàn)和雙向的SDIO線(xiàn)的轉換。AD6655的SPI片選信號通過(guò)MSP430的GPIO控制，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的硬件復位，只能使用軟件控制寄存器實(shí)現復位。
對AD9779和AD9516的寄存器配置通過(guò)其分別的SPI功能管腳實(shí)現。兩種芯片的SPI都是既可以使用三線(xiàn)，也可以使用四線(xiàn)。二者的SPI片選使能和芯片復位也是分別通過(guò)MSP430的GPIO來(lái)控制。
2．4．3 芯片復位、中斷控制及其他
各芯片的復位是通過(guò)MSP430的GPIO控制各芯片的RESET引腳實(shí)現的，這樣可以實(shí)現軟件復位，同時(shí)在各芯片的RESET引腳上加一個(gè)開(kāi)關(guān)實(shí)現各芯片獨立的開(kāi)關(guān)控制的硬件復位。
FPGA連接MSP430的五個(gè)外部中斷。MSP430通過(guò)LED0～4指示狀態(tài)。JTAG口下載程序實(shí)現硬件調試。RS 485串口實(shí)現MSP430與PC機的串行通信。
3 測試結果
本數字選頻器采用Agilent Technologies N5230A網(wǎng)絡(luò )分析儀進(jìn)行掃頻測試。通過(guò)軟件設定該數字選頻器的下行模塊參數如表1所示。
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