基于FPGA的無線同播頻率校準裝置的設計

電壓控制模塊的狀態機如圖6所示,其工作方式是:
(1)idle狀態時,ready輸出賦為1,sclk賦為1,sync賦為1,max_24bits賦為24。
(2)當load=1時,狀態轉至idle,sync賦為0,data reg通過level和step引腳的值產生相應的控制幀。
(3)當load=0時,狀態轉至sclk_up,sclk賦為1,din賦為data_reg[max_24bits-1]。
(4)狀態轉至sclk down,sclk賦為0,max_24bits自減1。當max_24bits=0時,狀態轉至idle;否則狀態轉至sclk_up。
狀態sclk_up和sclk_down的循環是用于產生控制DAC8552的時鐘和數據,din通過max_24bits這個寄存器實現對data_reg從高到低逐位輸出。
3 實驗結果
3.1 軟件仿真
利用Libero 8.0開發環境集成的Modelsim軟件對電壓控制模塊設計進行仿真。模擬寫入DAC8552的A、B通道數據為1010 1111 OO10 1011,十進制為44843,折算為電壓值是2.258V。仿真時序圖如圖7所示,滿足DAC8552接口的時序要求。

3.2 板上調試
將程序燒入FPGA運行,并通過頻率計實際測量,測量結果如圖8所示。由于頻率計的精度只達到1Hz,測量的數據會有所偏差。考慮到校準后的頻偏已經接近+0.05ppm(+0.64Hz),證明系統功能已經實現。但系統的效率不夠高,需時過長,算法有待改善。

4 結束語
本設計通過FPGA、高精度DAC、壓控恒溫晶振和GPS信號接收模塊,成功實現了同播系統發射設備的頻率校準。除了同播系統,本設計還可應用于衛星信號同步、跳頻通信的相關領域,發展空間十分廣闊。















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