应用于OFDM-UWB系统的∑-ΔDAC和ADC的设计与实现

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本文对OFDM--UWB系统的∑--ΔDAC和ADC的设计与实现进行了研究。多频带OFDM-UWB技术是一种特殊的OFDM技术,也是下一代通信的核心技术之一。多频带OFDM-UWB使用频率精确隔开的多个子载波集合来传输数据,信号频率范围为3.1-10.6GHz。对于高频率信号,数模转换时往往由于采样率过高而不易实现,因此本文提出了1比特∑-△调制器DAC/ADC(数字模拟转换/模拟数字转换)的设计需求。整个系统数字模拟信号转换和传输过程为,DAC电路的输入信号为经过∑-△调制器处理的二进制数据流,该二进制数据流首先被编码为TTL脉冲信号,然后再通过DAC硬件电路转换为模拟信号,模拟信号经过信道传输,到达接收端ADC电路,ADC电路通过采样和判决恢复出原始的二进制数据流。在电路设计上,按照设计需要,DAC电路原理是用PWM方式控制晶体管恒流源电路产生相应的模拟信号,ADC电路只需要对模拟信号进行采样和判决即可,电路原理图在ADS2008软件中进行仿真,仿真结果达到设计要求后,使用Protel软件将电路原理图制板,购买相应元件并焊接。整个电路设计是基于CycloneⅢ型FPGA开发板进行的,DAC电路中,需要编写程序将二进制数据流编码为TTL脉冲信号,ADC电路中,需要在程序中设定合理的接口参数以及处理二进制数宁数据。从电路和程序的调试与分析结果来看,完成了1比特DAC和ADC的设计目的,数据转换速率可达30Mbps,能够满足系统要求,电路仅仅由晶体管等分立元件组成,结构简单,便于实现,也易于进一步集成化。
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