2.4GHz频段的射频信号发生器设计(07-100)

　　前言

　　在现代无线通信系统中，对大容量、高速数据的无线传输提出越来越高的要求，许多厂商也推出基于802.11系列协议的射频IC，并且无线路由器、蓝牙等技术的广泛应用，对2.4GHz频段的使用需求日益增多，但是除部分高端信号发生器具有2.4GHz频段的信号产生，大多数普通信号发生器均未涉及2.4GHz频段，开发涉及一种基于2.4GHz频段的射频信号发生器以满足科研及教学仪器使用的需要。本文正是基于这一点，设计成本低、性能可靠的2.4GHz频段的射频信号发生器。

　　系统方案

　　系统方案以仪器面板上的人机控制设定所要操作的工作频率和基带调制方式，经由FPGA进行直接控制生成4种基本调制模式，即QPSK、16/64-QAM、GMSK、FSK，并将基带I/Q两路信号经由串并转换后送入AD9856将信号调制至70MHz的中频信号，然后通过上混频器MAX2671混频至2450MHz的射频信号，然后将混频后的信号送入射频滤波器，再由可控增益放大器将信号输出。

　　2.4GHz频段的射频信号发生器框图如图1所示。

　　电路设计

　　信号调制电路

　　信号调制电路首先是FPGA电路设计采用ALTERA公司的EP1C20芯片，用VHDL编程实现由人机界面输出控制信息，然后将控制信息对应所要产生的信号，将信号输出到AD9856。AD9856是ADI公司的一款单片混合信号的12位积分数字上行转换器，采样速率为200MSPS，产生80MHz的数字输出和80dB窄带的无杂散信号动态范围。AD9856具有200MHz的内部时钟，集成带锁定指示器的4～20倍可编程时钟倍频器，提供高精度的系统时钟，单端或者差分输入参考时钟，而且可以输出数据时钟;内部32位正交DDS，可实现FSK调制功能;12位DDS和DAC和数据路径结构，可接受复合I/Q输入数据;32位频率控制字，采用与SPI兼容的接口，用FPGA控制可靠方便，串行时钟为10MHz;具有反转SINC功能，在DAC变换之前恢复出想得到的信号包络。利用AD9856产生调制信号的电路框图见图2所示。

　　图1系统框图