基于Stel—2000A的直擴通信系統(tǒng)的設(shè)計

馮雪++龐尚珍

摘要：擴頻通信中存在擴頻碼序列的擴頻調(diào)制與解調(diào)，利用不同碼型的擴頻碼序列之間優(yōu)越的自相關(guān)性和互相關(guān)性，對不同的用戶分配不同的碼型。本設(shè)計采用STEL-2000A芯片完成直擴收發(fā)系統(tǒng)的功能的實現(xiàn)，同時采用單片機來實現(xiàn)對STEL-2000A芯片的控制，外加A/D或D/A轉(zhuǎn)換器對信號進行必要的處理，來實現(xiàn)整個系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：STEL-2000A 數(shù)據(jù)鎖存器 A/D或D/A轉(zhuǎn)換

中圖分類號：TN914.42 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0030-02

直接序列擴頻系統(tǒng)通常對載波進行相移鍵控調(diào)制，在發(fā)射端是待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號與擴頻碼波形相乘，形成復(fù)合碼對載波進行調(diào)制，后由天線發(fā)射出去，在接收端，產(chǎn)生一個與發(fā)射端相同的擴頻碼同步的本地參考偽隨機碼，對接收信號進行相關(guān)處理并送到解調(diào)器，恢復(fù)出傳送的信息，通過相關(guān)解擴處理將信號恢復(fù)為原帶寬上的信號，傳輸中信號的擴頻和解擴都用到相同的擴頻碼序列。而STEL-2000A是一個可編程處理芯片，內(nèi)部包含發(fā)射端元和接收單元兩部分，可通過設(shè)置STEL-2000A內(nèi)部寄存器的值實現(xiàn)BPSK或QPSK調(diào)制方式，本設(shè)計中選擇BPSK調(diào)制方式。需要一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個D/A轉(zhuǎn)換器。

1 STEL-2000A與D/A轉(zhuǎn)換器的接口電路

D/A轉(zhuǎn)換器采用AD9708，它在時鐘的驅(qū)動下，把輸入數(shù)據(jù)存入片內(nèi)鎖存器中，其觸發(fā)方式為上升沿觸發(fā)。為了電路的抗干擾需要給出了3種供電模式（模擬±5V、數(shù)字+5V），且有兩種接地方式：模擬地和數(shù)字地。而輸入時鐘信號（CLOCK）頻率的高低可以決定AD9708轉(zhuǎn)換信號的速率。STEL-2000A與AD9780接口電路如圖1所示。

STEL-2000A收到的數(shù)據(jù)以數(shù)字形式存入RAM內(nèi)，需要轉(zhuǎn)換成模擬信號時，RAM就把數(shù)字信號暫存到鎖存器74LS373之中，接著AD9708把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號并以電流的形式對外輸出。

2 AD9708的輸出端放大電路

經(jīng)過AD9708數(shù)模轉(zhuǎn)換后的模擬電流信號較弱，因此在電路中為了保障輸出的模擬電流信號能夠完整的進入下一級進行處理，必須在AD9708輸出端進行放大處理，其電路原理圖如圖2所示。

將AD9708的輸出端IOUTA和IOUTB接成差模形式，輸出信號送入AD817運算放大器放大，電位器W1可調(diào)整電路中的輸出的信號的幅度；電位器W2可調(diào)整輸出信號的正峰值和負峰值。

3 AD9057輸入前端放大與緩沖電路

（1）前端緩沖電路。AD9057模擬信號輸入為單極輸入，模擬信號首先應(yīng)該在輸入端送入之前進行緩沖，本次設(shè)計選用74F00芯片對輸入數(shù)據(jù)進行緩沖，其電路圖如圖3所示。

其工作原理如下：74F00芯片緩沖后的數(shù)據(jù)送入跟蹤保持電路，此電路保持輸入信號在轉(zhuǎn)換期間的穩(wěn)定。

（2）AD9057輸入放大電路。AD9057輸入端在輸入到AD9057之前必須進行放大，在這次設(shè)計中，放大芯片選取的是AD8041，其電路原理圖如圖4所示。

4 STEL-2000A與AD9057接口電路

數(shù)字接口電路使用數(shù)據(jù)鎖存器74F574對AD9057處理后的數(shù)字信號進行鎖存，再由74F574輸出端（1Q-8Q）輸出至STEL-2000A的接收機I相輸入信號端（RXIIN0-RXIIN7）進行輸入；同時應(yīng)當(dāng)注意的是：數(shù)據(jù)鎖存器74F574盡量靠近高速ADC，以減少ADC的電容性負載和內(nèi)部噪聲。STEL-2000A與AD9057接口電路圖5所示。

5 STEL-2000A與單片機接口

STEL-2000A與單片機AT89C51相連接時，將它們的數(shù)據(jù)線對應(yīng)相連，AT89C51的低位地址線與STEL-2000A的地址線對應(yīng)相連。單片機的P1.4口與STEL-2000A的發(fā)射管腳TXBITPLS接P1.4，TxIN管腳與P1.3口相連。當(dāng)檢測到STEL-2000A的TXBITPLS信號的上升沿時，P1.3口向TxIN引腳發(fā)送數(shù)據(jù)。在BPSK調(diào)制方式下，每一個符號周期內(nèi)向TXIN發(fā)送一個比特的數(shù)據(jù)。STEL-2000A的RXSYMPLS管腳與P1.6口相連，當(dāng)檢測到RXSYMPLS信號的上升沿時，由P1.5接收RX0UT引腳送出相關(guān)數(shù)據(jù)。單片機AT89C51與STEL-2000A的接口電路如圖6所示。

6 結(jié)果分析

采用電子仿真軟件對系統(tǒng)進行驗證，在本系統(tǒng)中時鐘頻率是20MHz，設(shè)PN碼速率為1MHz，PN碼長為64時，基帶采樣速率為2MHz?；鶐Р蓸铀俾视蒘TEL-2000A內(nèi)部產(chǎn)生，上述設(shè)計滿足要求。

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收稿日期：2016-09-27

基金項目：四川理工學(xué)院科研基金（2012KY18），人工智能四川省重點實驗室開放項目（2014RYJ07），自貢市科技局項目（2014DZ05）。

作者簡介：馮雪（1978—），女，吉林四平人，碩士，講師，研究方向：信息處理與通信。