FPGA在頻率綜合器中的應用設計與電路

頻率綜合器的FPGA設計原理圖

　　因為EPF10K10是RAM型器件，設計程序需固化在外部串行自舉器件EPC2里，在上電時，PF10K10把設計程序從EPC2讀入RAM并運行。頻率綜合器的FPGA設計原理圖見圖4。

　　頻率綜合器輸出信號

　　頻率綜合器的核心FPGA控制著鎖相環1、鎖相環2和開關調制器，使頻率綜合器工作在不同的狀態。

　　跳頻模式

　　工作在跳頻模式時，頻率綜合器輸出信號有跳頻同步、外同步、小同步以及大同步。

　　射頻信號：

　　1路輸出：1000-1504MHz，每步跳8MHz，一個周期共64步，后接開關，脈寬120nS，開斷>85dB，上升沿5nS，插損2.8dB；2路輸出：900-1404MHz，每步跳8MHz，一個周期共64步。點頻模式1、2工作在點頻模式時，頻率綜合器輸出信號有外同步、小同步和大同步。工作在點頻模式時，頻率綜合器鎖定在一個頻率點上，點頻模式1和點頻模式2工作方式相同，只是脈沖重復周期不同。點頻模式時，跳頻同步不存在，但是外同步可調仍然需要，小同步脈寬變為500nS，脈沖重復頻率為50kHz。

　　同步控制信號

　　大同步信號：周期為3.15mS的矩形脈沖，前后沿抖動8nS。

　　跳頻同步信號：脈寬120nS，周期為25μS，前后沿抖動8nS。

　　小同步信號：脈寬120nS，周期為25μS相對于跳頻同步脈沖延時10μS，前后沿抖動8nS。

　　外同步信號：與小同步信號相同，并且延時可調，作為脈沖放大器的時鐘同步信號。

　　波形文件

　　在MAX+PLUS II軟件開發平臺上加以40MHz的激勵信號，便可以驗證設計正確與否，主要是通過波形文件來驗證。波形文件見圖5、圖6。

結論

　　把FPGA技術運用在頻率綜合器中，使用器件少，邏輯功能可重復編程，滿足用戶后續改變功能的要求，它不改變原來的硬件設計，只需通過修改軟件就可實現。