超宽频带矢量信号综合测试分析方法及硬件实现

摘要

随着通信系统的不断发展，系统工作频率往更高频段扩张、信息容量也不断增大，使得对系统中的数据采集模块的要求越来越高。数据采集模块需要在保证高精度的条件下，实现高的采样速率和宽的频率采集范围。
　　本文采用带通采样的混合滤波器组(Hybrid Filter Banks,HFB)ADC系统实现了超宽频带矢量信号的采集与恢复，然后通过数字单边带(Single Sideband,SSB)调制的二次变频技术实现了超宽频带矢量信号输出，最后通过硬件和逻辑电路的设计，搭建了超宽频带矢量信号测试平台。
　　本文的主要工作如下：
　　(1)根据带通采样的混合滤波器组ADC系统和数字单边带调制的变频技术，提出了超宽频带矢量信号采集与输出系统的框架结构。在系统的硬件电路设计中采用高速电路系统设计的思想，并对电路中的关键性网络进行了信号完整性(Signal Integrity,SI)仿真，最终设计并实现了超宽频带信号采集与合成电路板和低抖动时钟电路板。
　　(2)阐述了超宽频带矢量信号合成的逻辑整体框架结构，首先通过2-D(ADC)采集结构实现了超宽频带矢量信号分段的采集，然后通过FPGA内部处理合成得到原始信号的数字序列。最后，通过上位机对DA模块的控制完成了信号的数模转换和上变频，进而恢复得到了原始信号。
　　(3)搭建了超宽频带矢量信号测试平台，基于此平台完成了超宽频带矢量信号的采样与输出。在测试中，我们采用三载波WCDMA信号，而且通过将两个WCDMA信号的组合得到超宽频带矢量信号。一方面，测试完成了矢量信号频率从600MHz到3GHz的采样和输出，且在2-D结构下将ADC采样速率最大为250Msps提高到了400Msps；另一方面，分析得到当单片ADC采样带宽大于矢量信号带宽时，采用2-D技术得到的信号无杂散动态范围(Spurious Free Dynamic Range,SFDR)更优。

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引言

1绪论

1.1背景意义

1.2研究现状及发展趋势

1.3本文的主要内容安排及创新点

2超宽频带矢量信号测试关键技术

2.1并行ADC系统

2.2数字单边带调制

2.3高速电路信号完整性

2.4总结

3硬件电路设计

3.1整体框架搭建

3.2超宽频带矢量信号采集与合成电路设计

3.3低抖动时钟电路模块

3.4总结

4超宽频带测试平台硬件电路实现

4.1高速系统设计流程

4.2超宽频带信号采集与合成电路板实现

4.3低抖动时钟电路板实现

4.4总结

5逻辑电路实现

5.1信号合成逻辑框架

5.2上位机实现

5.3总结

6测试平台搭建与测试分析

6.1测试品平台搭建

6.2测试结果与分析

6.3总结

7结论与展望

7.1工作总结

7.2工作展望

参考文献

在学研究成果

致谢