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PAD在接收机动态可重构结构中的应用设计 1

PAD在接收机动态可重构结构中的应用设计 1

PSoC器件集成了通过一个片上微控制器进行控制的可配置模拟和数字电路,提供更强大的设计修改功能,并进一步减少元件数量。PSoC器件包括最大32Kb的闪存、2Kb的SRAM、一个带有32位累加器的8x8乘法器、电源和睡眠监控电路,以及硬件I2C通信[2]。
  所有的PSoC器件都是可动态重配置的,使得设计人员能够随意在运行过程中改变内部资源形式,使用较少的元件完成既定任务。易用的开发工具让设计人员能够选择可配制程序库元素来提供模拟功能(如放大器、ADC、DAC、滤波器和比较器),以及数字功能(如定时器、计数器、PWM、SPI和UART)。PSoC系列器件的模拟性能包括轨至轨输入、可编程增益放大器和分辨率高达14位的ADC,以及超低的噪声、输入漏电流和电压偏移。
  单个PSoC器件可集成多达100个外围部件,在提高系统质量的同时,节省客户的设计时间,缩减板级空间和功耗,并使系统成本降低。
  接收机设计
  基于以上分析的结果,结合前端硬件电路,为实现一定的认知无线电功能,特设计接收机结构
  前端低噪声放大器选用的是ADA4857-1,这是一个超低损耗、低功率、高速运算放大器,在SOIC结构下的3dB带宽可以达到750MHz,其开环增益为57dB,基本满足此接收机对前端低噪声放大器的要求。在搭建电路时尤其要注意电源旁路、寄生电容和外围器件的选择对充分发挥放大器性能的影响[3]。
  DDS(直接频率合成器)选用的是1GSPS的AD9858,其使用先进的DDS技术和一个内置的高速、高性能D/A转换器组成数字可编程、完全高频率的合成器,可以产生一个高达400MHz的模拟输出正弦波,完全满足接收机对本振的要求。
  混频器、带通滤波器、放大器和抗混叠滤波器都可以由Cypress的PSOC器件cy8c23x33来统一实现。PSOC模拟系统包括一个8位SAR ADC和4个可配置模块,每个模拟模块由一个运算放大器电路组成,允许模拟复信号流的建立。同时,模拟外围部件非常容易被定制从而满足特殊应用场合的需求。PSOC可以分别实现一个可编程带通滤波器和一个低通滤波器以替代接收机前端需要的带通滤波器和抗混叠滤波器,实现一个可选增益高达93dB的仪表放大器以替代中频放大器,一个乘加累积器提供了一个快速8位乘法器以替代混频器,以上可编程模拟器件均能基本满足接收机前端性能要求。我们使用PSOC设计器进行PSOC的工作配置,写入使用PSOC的应用程序并调试应用。拿放大器来举例,首先在设计器中找到这个模块并新建一个电路,搭好外围电路元件,按照建立时间、转换速率和增益带宽等几个参数设定好初始值,产生应用程序代码,然后写入主程序和子系统的任何子程序,如果所有程序正确,接着将产生一个HEX文件,最后由PSOC设计器中的调试器执行,它下载HEX文件到在电路模拟器(ICE)中,至此一个可编程放大器设置完毕,可以投入使用。

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