EP3C16F4驱动的高速宽带FPGA跳频发射机中频设计

本文主要探讨了基于FPGA的高速宽带跳频发射机的中频设计，它融合了软件无线电的思想和架构。设计的关键组件是Altera EP3C16F4 84C6 FPGA，作为中频信号处理器，它具备强大的数据处理能力和高达840Mbps的高速LVDS接口。此设计的突出特点是实现了高跳频速率（125kHz/次）和宽跳频带宽（320MHz），这对于提升跳频通信系统的抗干扰性能至关重要。 在设计中，FPGA内部被精心组织了存储区域，包括发送消息存储区、发送频率控制字存储区、跳时寄存器和跳频数寄存器，以便于灵活地处理各种参数。通用调制模型被应用，采用正交调制技术，如最小频移键控（MSK）调制，输入码元速率为5Mbps，但为了适应FPGA的强大处理能力，选择了较高的基带数据速率（25Mbps），这在一定程度上增加了基带成形滤波器的设计挑战。 FPGA的设计中，成形滤波器采用等波纹法进行优化，目标是提供25MHz的采样率，通带截止频率为3.75MHz，阻带截止频率为5MHz，确保了信号的高质量传输。此外，系统还具有高度的灵活性，允许通过DSP实时生成跳频图案、跳频次数、跳时以及发送的消息，通过FPGA配置实现动态调整。 整个系统结构清晰，如图1所示的系统结构框图，展示了各部分之间的协作关系。这种基于FPGA的高速宽带跳频发射机不仅提高了通信系统的可靠性，还在复杂电磁环境下提供了有效对抗干扰的能力。通过这样的设计，系统能够在保持高速度的同时，保证了信号的稳定性和有效性，是现代无线通信系统中一个重要的技术突破。