基于FPGA的多功能信号源生成系统设计与实现

信号采样数据生成模块可将生成在这种模式下的一个或多个信号组合，而且可以根据需要．通过输入控制参数，实时改变组合的模式。图3中只表示了一种模块的组合关系，如果在这种组合下还不能满足实验和科研需要，系统可以通过重新进行软件编程，下载到FPGA中，从而得到所需信号采样。

4 AD9736简介
AD9736是由AD公司．生产的一种14 b高速DAC，其采样时钟速率突破了1 GSPS，达到1．2 GSPS，且功耗极低。AD9736的输出电流在10～30 mA范围内可编程，并且很容易配置单端或差分输出电路结构。AD9736采用LVDS数据接口，可以有效保证高速数据的传输。AD9736内部支持两倍插值，且内嵌了一个55阶的对称FIR插值滤波器，该滤波器通带内平整度为O．001 dB，阻带衰减达到90 dB，过渡带为20％～30％，从而大大降低采样数据速度。文献[2]列出了AD9736在800 MSPS，1 GSPS和1．2 GSPS采样率下无杂散动态范围(SFDR)和互调失真(IMD)情况，如图5，图6所示。该器件在1．2 GSPS采样速率下，255 MHz输出频率时互调失真(IMD)为74 dBc，并且在600 MHz输出频率时IMD优于60 dBc，sFDR在300 MHz输出频率时为62 dBc。

5 系统性能
该信号生成系统能够实时产生单个或多个中心频率在30～130 MHz的各种信号，如单音、调幅、调相、调频、ASK、FSK、BPSK、QPSK、跳频、直扩、白噪声等，还可以模拟各种雷达发射脉冲和回波信号。另外，还可以通过ISE编程和重新下载程序到FPGA中实现更复杂的信号。
该系统产生的信号在频率、幅度和其他各种参数均实现可调，频率分辨率达到0．35 Hz，输出电平为-60～O dBm，步进值为0．06 dB时，SFDR优于60 dB。由于该系统能同时发射多路信号，并且有多个天线，因而可用于模拟从不同方向上发射多路信号复杂的模拟电磁环境。同样，该系统还可以作为干扰源和信号源用于各种干扰与抗干扰的试验研究。图7和图8分别为系统产生的FSK信号波形和频谱图；图9和图10分别为系统模拟FSK信号经过多路径传输的波形和频谱图。

6 结 语
利用FPGA和高速D／A相结合实现的信号源，结构简单，控制灵活，性能优越，还可以根据需要在这个平台上，重新下载程序到FPGA中，更改其内部电路，而不用另外制板，这样既节省时间，也减少开销，还有利于信号源的改进。另外，系统还可以作为基带信号单元，结合混频电路在任意要求的频段上实现多种样式的信号。