行波iq調製器 IQ調製器的製作方法

2021-10-13 06:07:10 字數 3934 閱讀 2397

本實用新型涉及調製器技術領域,尤其涉及一種能夠產生多種訊號、且工作穩定的iq調製器。

背景技術:

iq調製就是資料分為兩路,分別進行載波調製,兩路載波相互正交。i:in-phase(同相),q:quadrature(正交)。iq調製是向量的方向問題,同相就是向量方向相同的訊號;正交分量就是兩個訊號向量正交(差90°);iq訊號是一路是0°或180°,另一路是90°或270°,叫做i路和q路,它們就是兩路正交的訊號。因為i和q是在相位上面正交的(不相干),可以作為兩路訊號看待。所以頻譜利用率比單相調製提高一倍。但是iq對解調要求高於單相(必須嚴格與i相差90度的整數倍,否則q訊號會混進i,i也會混進q)。簡單的說就是資料分為兩路,分別進行載波調製,兩路載波相互正交。正交訊號就是兩路頻率相同,相位相差90度的載波,一般用sin和cos,與i,q兩路訊號分別調製後一起發射,從而提高頻譜利用率。現有技術中的iq調製器反應速度慢,且輸出訊號的穩定性較差。

技術實現要素:

本實用新型所要解決的技術問題是如何提供一種具有輸出頻帶寬,資料處理能力強的iq調製器。

為解決上述技術問題,本實用新型所採取的技術方案是:一種iq調製器,其特徵在於:包括fpga和arm,串列埠模組與所述arm的輸入端連線,所述串列埠模組用於接收上位機下傳的控制命令,並將控制命令下傳至arm,觸發模組與所述arm的輸入端連線,用於輸入觸發訊號;所述arm與所述fpga雙向連線,外部時鐘輸入介面與所述fpga的訊號輸入端連線,用於接收外部時鐘模組輸出的外部時鐘訊號,本地晶振與所述fpga的本地時鐘訊號輸入端連線,用於為所述fpga提供本地時鐘訊號,fpga輸出兩路i路訊號和兩路q路訊號,其中的第一路i路訊號經第一d/a變換器後輸出i訊號,第一路q路訊號經第二d/a變換器後輸出q訊號;第二路i路訊號經第三d/a變換器後與第一調製器的乙個輸入端連線,第二路q路訊號經第四d/a變換器與第一調製器的另乙個輸入端連線,外部q路訊號輸入介面和外部q路訊號輸入介面分別與第二調製器的輸入端連線,外部本振模組的輸出端分別與第一調製器和第二調製器的振盪訊號輸入端連線,所述第一調製器和第二調製器的輸出端與二選一模組的兩個輸入端連線,所述二選一模組的輸出端為所述iq調製器的調製訊號輸出端,所述二選一模組受控於所述arm,電源變換模組的輸出端分別與所述iq調製器中需要供電的模組的電源輸入端連線,用於為其提供工作電源。

進一步的技術方案在於:所述電源變換模組的輸入端接+15v電源,所述電源變換模組的輸出端分為三路,第一路為1.8v電源輸出端,第二路為3.3v電源輸出端,第三路為5v電源輸出端。

進一步的技術方案在於:所述觸發模組包括外部觸發模組、按鍵觸發模組以及gpio、usb、lan觸發模組。

進一步的技術方案在於:所述串列埠模組為rs232模組。

進一步的技術方案在於:fpga使用ep3c120f780i7型晶元。

進一步的技術方案在於:所述arm使用lp1788型晶元。

進一步的技術方案在於:所述第一和第二調製器使用hmc1097lp4e型調製器。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於:所述iq調製器使用fpga和arm作為數字處理晶元,資料處理能力強,處理速度快;fpga接收arm傳送過來的控制訊號(控制訊號分為兩種,第一種:上位機通過串列埠模組傳送的控制命令;第二種:通過觸發模組輸入的本地控制命令),產生各種調製方式(qam ask psk fsk)的基帶資料並對基帶資料進行相應的濾波(公升余弦濾波器,根公升余弦濾波器)等處理後進行輸出,可數字實現各種調製訊號的產生。

fpga輸出的第一路i路和第一路q路基帶資料通過兩個d/a變換器進行處理後,直接輸出iq基帶資料;fpga輸出的第二路i路和第二路q路基帶資料通過兩個d/a變換器後輸出給乙個內部調製器,該調製器將輸入的訊號與外部本振模組輸出的訊號進行調製後輸出射頻調製訊號,實現載波在100mhz~3ghz範圍內的任意波形調製,輸出頻帶寬;同時,所述iq調製器還可以通過另乙個調製器,將外部輸入的iq基帶訊號進行調製;兩個調製器輸出的射頻調製訊號都輸出給同乙個二選一模組,通過二選一模組將內部調製訊號或外部調製訊號進行輸出,當內部調製訊號或外部調製訊號中斷時,所述二選一模組在arm的控制下可實現自動切換,保證具有一路調製訊號輸出,提高了調製訊號輸出的穩定性。

綜上,所述iq調製器具有輸出頻帶寬,資料處理能力強,調製訊號輸出穩定性強等優點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型實施例所述調製器的原理框圖。

具體實施方式

下面結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本實用新型保護的範圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型,但是本實用新型還可以採用其他不同於在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣,因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。

如圖1所示,本實用新型實施例公開了一種iq調製器,包括fpga和arm。串列埠模組與所述arm的輸入端連線,所述串列埠模組用於接收上位機下傳的控制命令,並將控制命令下傳至arm,觸發模組與所述arm的輸入端連線,用於輸入觸發訊號;所述arm與所述fpga雙向連線,外部時鐘輸入介面與所述fpga的訊號輸入端連線,用於接收外部時鐘模組輸出的外部時鐘訊號,本地晶振與所述fpga的本地時鐘訊號輸入端連線,用於為所述fpga提供本地時鐘訊號,fpga輸出兩路i路訊號和兩路q路訊號,其中的第一路i路訊號經第一d/a變換器後輸出i訊號,第一路q路訊號經第二d/a變換器後輸出q訊號;第二路i路訊號經第三d/a變換器後與第一調製器的乙個輸入端連線,第二路q路訊號經第四d/a變換器與第一調製器的另乙個輸入端連線,外部q路訊號輸入介面和外部q路訊號輸入介面分別與第二調製器的輸入端連線,外部本振模組的輸出端分別與第一調製器和第二調製器的振盪訊號輸入端連線,所述第一調製器和第二調製器的輸出端與二選一模組的兩個輸入端連線,所述二選一模組的輸出端為所述iq調製器的調製訊號輸出端,電源變換模組的輸出端分別與所述iq調製器中需要供電的模組的電源輸入端連線,用於為其提供工作電源。

工作原理:所述iq調製器使用fpga和arm作為數字處理晶元,資料處理能力強,處理速度快;fpga接收arm傳送過來的控制訊號(控制訊號分為兩種,第一種:上位機通過串列埠模組傳送的控制命令;第二種:通過觸發模組輸入的本地控制命令),產生各種調製方式(qam ask psk fsk)的基帶資料並對基帶資料進行相應的濾波(公升余弦濾波器,根公升余弦濾波器)等處理後進行輸出,可數字實現各種調製訊號的產生。

fpga輸出的第一路i路和第一路q路基帶資料通過兩個d/a變換器進行處理後,直接輸出iq基帶資料;fpga輸出的第二路i路和第二路q路基帶資料通過兩個d/a變換器後輸出給乙個內部調製器,該調製器將輸入的訊號與外部本振模組輸出的訊號進行調製後輸出射頻調製訊號,實現載波在100mhz~3ghz範圍內的任意波形調製,輸出頻帶寬;同時,所述iq調製器還可以通過另乙個調製器,將外部輸入的iq基帶訊號進行調製;兩個調製器輸出的射頻調製訊號都輸出給同乙個二選一模組,通過二選一模組將內部調製訊號或外部調製訊號進行輸出,當內部調製訊號或外部調製訊號中斷時,所述二選一模組在arm的控制下可實現自動切換,保證具有一路調製訊號輸出,提高了調製訊號輸出的穩定性。

進一步的,如圖1所示,為了方便的為所述iq調製器中的模組提供電源,本實施例中使用一路輸入,多種電源輸出的電源變換模組,具體的,所述電源變換模組的輸入端接+15v電源,所述電源變換模組的輸出端分為三路,第一路為1.8v電源輸出端,第二路為3.3v電源輸出端,第三路為5v電源輸出端。需要說明的是,本實施例中輸入電源還可以為其它電壓,本領域技術人員可以根據實際需要進行適當的選擇。

進一步的,如圖1所示,所述觸發模組包括外部觸發模組、按鍵觸發模組以及gpio、usb、lan觸發模組。所述arm可以通過外部觸發模組、按鍵觸發模組以及gpio、usb、lan觸發模組進行觸發控制,還能夠通過串列埠模組接收控制命令。進一步的,所述串列埠模組可以為rs232模組,當然還可以為其它型別的串列埠模組,比如:rs485介面等。

優選的,fpga可以使用ep3c120f780i7型晶元,所述arm可以使用lp1788型晶元,所述第一和第二調製器可以使用hmc1097lp4e型調製器,hmc1097lp4e是一款低雜訊、高線性度直接正交調製器rfic,適合0.1至6.0 ghz數字調製應用。

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