AD6655在3G基站系統中的應用
153.6 MHz寬度的模擬中頻信號經過A/D采樣后,中心頻率在30.72 MHz。數據在芯片中會進行進一步的數字下變頻轉換。進入DDC的輸入數據為調制到24×、速率為96×的數據。DDC部分由四大部分組成:NCO,CIC,ISINC濾波器和RRC濾波器。NCO部分完成解調的功能,將數據分成I和Q兩路,然后I,Q數據經過完全相同的兩個通道進行抽取,分別進行CIC濾波、ISINC濾波器和RRC濾波器,最后將數據抽取到1×,送給基帶。
AD6655的供電需要模擬1.8 V、數字1.8 V和I/O電壓。模擬部分的供電由LDO提供,核電壓1.8 V可以通過磁珠取自LDO,I/O電壓使用3.3 V以達到和FPGA相同I/O接口電平。由于單板A/D、D/A通道較多,模擬數字采用了共地處理,而模擬數字電壓進行了電源層分割。
AD6655的控制接口采用3線SPI和控制部分通訊,內部寄存器通過它進行配置和控制。AD6655有幾十個寄存器,主要為A/D模式、DDC配置、及同步控制等,芯片上電后由板卡控制單元進行配置。
4 信號鏈的系統仿真
ADC采樣后,153.6 MHz中頻頻點的三載波信號數字化為中心頻點在30.72 MHz的信號。由于是實信號,因此在負頻率處有其鏡像信號。
低中頻信號進入數字混頻器,轉換為多載波0中頻信號,同時將實數數據轉換為In-phase和Quadrature正交的兩部分分量。
AD6655的第一級濾波器為19階的半帶濾波器,它實現2倍抽取濾波,并且不能被旁路,因此它的帶寬也決定了接收鏈路的最大帶寬。器件手冊指出最大可用帶寬為采樣率的11%,在122.88 MSPS采樣率下支持的帶寬為27 MHz。AD6655還有一個66階的FIR濾波器,為抵消CIC濾波器對有用信號高頻抑制的影響,FIR中加入了Inverse Sinc函數對高頻信號進行補償。
2級濾波器的級聯頻響如圖5所示。
經過2級濾波器,AD6655輸出信號的頻譜特性如圖6所示。
FPGA接收到AD6655的信號,由于已經對信號進行了2倍、或4倍的抽取,所以FPGA的工作頻率就可以降低到ADC采樣頻率的了1/2或者1/4了。這對FPGA的型號選擇和降低成本都是有利的。
FPGA需要繼續(xù)對信號進行濾波和抽取,以達到系統ACS和Blocking要求的帶外抑制度。由于AD6655可以對數字遠端進行-80 dBc的抑制,那么FPGA只需要對帶寬近端進行相應的濾波,通常90階濾波器可以實現-50 dBc的帶外抑制,當然采用分級濾波的方式效果可能更明顯,并且一些濾波要在載波分路后進行。
FPGA需要繼續(xù)對信號進行濾波和抽取,以達到系統要求的ACS和Blocking帶外抑制度。由于AD6655可以對數字遠端進行-80 dBc的抑制,那么FPGA只需要對帶寬近端進行相應的濾波,通常90階濾波器可以實現-50 dBc的帶外抑制,當然采用分級濾波的方式效果可能更明顯,并且一些濾波要在載波分路后進行。
5 仿真結果和評價
由以上仿真來看,AD6655可以滿足基站上行鏈路中的應用,信號處理后輸出給FPGA,節(jié)省了很多FPGA的邏輯單元。在AD6655Demo板和TD-SCDMA數字中頻板卡DIFB 3.O進行了實測,測試結果完全符合設計要求??傊?,AD6655是一款比較合適的數字中頻接收鏈路的器件,可以應用在3G基站系統中,具有較高的性價比。
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