摘要：AD6634是Analog Devices公司的四通道宽带可编程数字接收信号处理芯片。文中介绍了AD6634的内部结构和基本功能特点，给出了基于AD6634的通用可编程中频软件无线接收系统的结构，同时给出了系统中AD转换、FIFO和DSP等器件的选择方向，最后讨论了AD6634主要参数的设置方法。
关键词：软件无线电 AD6634 接口 参数设置
1 引言
1992年5月，Miltre公司的Jeo Mitoa首次提出了软件无线电的概念，其基本思想是在一个通用可编程硬件平台上，通过软件编程的方法来完成通信的各种功能，并将A/D、D/A转换尽量靠近天线，尽可能多地实现系统功能软件化。其通用的硬件平台可用可编程数字信号处理器（DSP）来实现。但是由于器件发展水平的限制，常用A/D转换器件的软件速率一般只能达到几十MHz到几百MHz，因而不能在射频频域进行数字化采样。另外，DSP的处理速度比较低，通常是将整个系统分成射频部分、中频部分和基频部分分别处理。即在射频部分将信号模拟下变频到10MHz至100MHz的中频段，然后在中频实现采样数字化，由于中频采样后信号对DSP的处理速度要求依然很高，比如，如果取样速率在30～50MHz，则至少需要5000MIPS（million instructions per second）的DSP才能满足实时处理要求。而目前单个DSP器件很难满足采样信号直接处理的实时性要求，所以，必须在中频段进行数字下变频处理，降低数据的速率，同时要确保输出的数据不混叠，这样才能够在基带处理部分恢复原始信号。采用AD公司的四通道接收信号处理芯片AD6634能够很好的实现这一功能。

图1

2 AD6634的功能特点
AD6634能同时处理四个不同的输入信号，其基本功能是对输入采样数据进行正交混频，以将采样信号从中频变到基带；之后再对混 频后的信号进行抽取以降低数据速率，从而方便DSP的处理；其内置滤波器滤除带外信号，并提取所需要的信号等。AD6634的基本结构原理如图1所示。其基本功能特点如下:
·带有80Msps宽带双输入端口（14位线性部分，3位指数部分），能同时处理两个WCDMA通道或者4个GSM/EDGE，IS136通道。输入数据格式灵活，并可由内部寄存器字控制。
·四路独立的数字接收通道，可同时处理四路不同的输入信号，也可四个通道同时时同一输入宽带信号，每一通道都可配置处理来自任一端口的数据，这样就可以根据输入信号的不同来灵活设计。
·具有双16位并行输出端口，可提高数据输出速率。
·有32位复数可调NCO，可保证足够的混频信号精度。
·rCIC2是二阶积分梳状滤波器，内插因子最大可达512，抽取因子最大为4096，数据变化率为两者之比；5阶CIC滤波（CIC5）的抽取因子从2～32；可编程RAM系数滤波（RCF）抽取因子从1～256。因而可满足对输入信号的抽取，降低数据速率的要求。
·可选择96dB范围的可编程数字AGC回路，并可直接和RAKE接收机接口。
·JTAG边界扫描测试，符合IEEE标准1149.1规范。
·采用3.3V I/O和2.5V CMOS内核双电压供电，优点明显，因为3.3V的I/O提高了驱动能力，且易于和外围芯片进行接口，而2.5V内核则大大降低了芯片功耗。
3 中频软件无线电的硬件电路
利用AD6634来设计通用可编程中频软件无线接收系统的基本思路是：首先将抗混叠滤波后的信号输入AD进行采样转换，并将AD输出信号作为AD6634的输入信号，然后通过两个数字混频器来和数控荡器产生的正弦、余弦信号相乘，再由抽取滤波器抽取以输出数据速率降低的数字基带信号，最后经FIFO缓冲后，送入DSP进行基带处理。基于最后经FIFO缓冲后，送入DSP进行基带处理。基于AD6634的中频软件无线电（SDR）的结构原理如图2所示。由图2可以看出，系统中的主要IC除了AD6634外，还有AD转换、FIFO、DSP、FPGA等。
A/D转换器选用AD公司的AD9238，该芯片具有12位采样精度，最大采样速率为65MHz，信噪比（SNR）为70dB，无杂散动态范围为85dB。ASD9238为两路输入、两路输出定点模数转换器件，具有偏移二进制和二进制补码两种数据输出格式，可以和AD6634直接接口。
由于AD6634的两路独立输出不方便与DSP（TMS320C6711）进行直接连接，另外，如果直接用DSP的EMIF接口来直接接收也会增加DSP的负担且不可靠，而如果EMIF不能及时接收，端口上的数据就会被新的数据所代替，从而造成数据的漏读。为了避免数据丢失，必须在AD6634和DSP之间加上缓存。设计时可以用RAM、双口RAM或FIFO。RAM或双口RAM实时性好、地址控制简单，但需要双路地址总线，且芯片面积大，性价比较低。而FIFO可以采用不同的写入和读出速率，地址控制较为简单，很容易与AD6634和DSP接口相连接，且芯片面积小，节省了PCB面积，性价比较高。因此，本设计选用了TI公司的选通式先入先出FIFO SN74ACT7804。这是512×18位的高速FIFO器件，在LDCK的上升沿写入数据，在UNCK上升沿读出数据，FIFO的各种状态位（FULL，HF等）很容易作为数据读写的控制位，方便了接口