本文基于DVB-T標準設計并實現(xiàn)了一個COFDM調(diào)制器,。設計中,，使用了Altera公司的Stratix系列EP1S25F672C7的FPGA和Analog Devices公司的數(shù)字正交上變頻器AD9857。本系統(tǒng)設計簡單,，工作穩(wěn)定,，輸出信號的信噪比可以達到55dB以上，能夠以較低的復雜度得到較高的系統(tǒng)性能,。
　　
1 DVB-T調(diào)制器的系統(tǒng)方案
　　
        DVB-T調(diào)制器中COFDM調(diào)制系統(tǒng)是調(diào)制器中的主要部分,，也是抗多徑的OFDM技術在寬帶無線通信中一個很好的利用。調(diào)制系統(tǒng)框圖如圖1所示。
 

        從圖中可以看出,，發(fā)射端首先由信源去復用電路將輸入的TS碼流分解成兩個獨立的連續(xù)數(shù)據(jù)流,，每188字節(jié)為一個傳輸包;然后對每一路數(shù)據(jù)進行加擾、RS編碼,、外交織,、卷積編碼，在去復用電路中將兩路合二為一（一般分層模式下用到兩路流,，其它模式只對一路去復用），再經(jīng)比特交織器和符號交織器完成整個信道編碼,。編碼后數(shù)據(jù)經(jīng)過映射調(diào)制到對應的星座圖上成為數(shù)據(jù)載波,。OFDM幀形成部分將數(shù)據(jù)載波、導頻載波（pilot）和TPS信道傳輸參數(shù)信令載波按照幀結構的要求組合在一起,，形成完整的OFDM符號和幀,。根據(jù)OFDM調(diào)制原理，將各個載波經(jīng)過IFFT變換得到時域的數(shù)據(jù)流,。之后,，在每個OFDM符號前插入保護間隔，再經(jīng)過D/A上變頻最終形成中頻信號發(fā)射到信道中去,。
　　
        可見,，一個COFDM調(diào)制器主要由TS碼流接入、信道編碼調(diào)制和D/A上變頻這三個模塊組成,。因此,，D/A上變頻的好壞，直接影響調(diào)制器的性能,。
　　
2 D/A上變頻的原理
　　
        一般調(diào)制器的上變頻可以采用模擬方式和數(shù)字方式兩種方案,，圖2為一簡單模擬上變頻的實現(xiàn)電路，它的原理就是利用壓控振蕩器的振蕩頻率來實現(xiàn)調(diào)頻,。首先,，輸入信號經(jīng)過VCO與本振信號混頻后得到和頻與差頻信號；這些信號經(jīng)過高通濾波器以后,，濾除掉低頻分量,，高頻分量就可以經(jīng)過放大器傳輸?shù)叫诺乐腥ァＳ捎谀M電路的一些固有缺陷,，例如抗干擾能力較差,，精度較低等，所以這種上變頻實現(xiàn)方法的穩(wěn)定性和可靠性都較差,。
 

        隨著高速器件和軟件無線電技術的發(fā)展,，數(shù)字上變頻技術逐漸突破了模擬上變頻的不足，具有調(diào)制中心頻率可調(diào)、頻偏可編程,、調(diào)制方式可重組,、調(diào)制碼速率高、可實現(xiàn)較高的頻響,、可以與編碼器合并擴展功能很強等優(yōu)點,，成為今后調(diào)制器的發(fā)展主流。
　　
        目前常用的數(shù)字上變頻芯片是AD9856和AD9857,，這兩個芯片都是由AD公司生產(chǎn)的通用,、高性能的數(shù)字上變頻器件,具有集成度高、性能好,、功耗低等特點,，使用這兩個芯片可以很容易實現(xiàn)信號的數(shù)字正交調(diào)制。AD9857與AD9856相比,，還有如下的不同點：
　　
        （1）AD9857集成的是一個14bit的D/A轉(zhuǎn)換器,，而AD9856集成的則是一個12bit的D/A轉(zhuǎn)換器，這樣在數(shù)據(jù)的精度上,，AD9857比AD9856高了大約6dB,。
　　
        （2）AD9856需要3V電壓供電，而一般的微控制器的工作電壓是3.3V或5V,，這樣就需要一個電壓轉(zhuǎn)換芯片來進行電平適配,。AD9857的工作電壓是3.3V，可以與其他芯片共用一個電源,。
　　
        （3）由于AD9857配置完成以后會產(chǎn)生一個PDCLK信號,，而AD9856并不能返回這樣一個信號，因此送入AD9857調(diào)制的I/Q兩路信號的平衡性比AD9856要好,，這樣可以防止在進行OFDM調(diào)制時出現(xiàn)載波丟失現(xiàn)象,。
　　
        （4）AD9857還具有輸出電平控制功能，可以根據(jù)接收機的需要,，動態(tài)的調(diào)節(jié)輸出信號的電平,。
　　
        鑒于AD9857的優(yōu)點，以及DVB-T系統(tǒng)的具體需要,，本文討論了一種基于AD9857的數(shù)字上變頻的實現(xiàn)方法,。
　　
3 AD9857工作原理
　　
        AD9857主要有三種工作模式：正交調(diào)制模式、單頻輸出模式和插值DAC模式,。三種工作模式的選擇是通過對控制寄存器的編程來實現(xiàn)的,在本系統(tǒng)中使用的是正交調(diào)制模式,。
　　
        在正交調(diào)制模式下，AD9857通過管腳PDCLK/FUD對數(shù)據(jù)輸入端提供一路同步時鐘,，用于同步I/Q兩路數(shù)據(jù)的輸入,。I/Q兩路數(shù)據(jù)共用14bit 的數(shù)據(jù)線，所以PDCLK 的時鐘頻率應該是單獨的I 路或Q路數(shù)據(jù)速率的2倍，I/Q數(shù)據(jù)分時送入片內(nèi)的DEMUX解復用為并行的I/Q兩路數(shù)據(jù),，它們將依次經(jīng)過兩個插值濾波器,。經(jīng)濾波后， I/Q 數(shù)據(jù)分別與兩個正交的余弦函數(shù)相乘后再相加（或相減）為一路信號,。因為DAC 使用零階保持采樣,， 所以信號在進行D/A轉(zhuǎn)換前需要經(jīng)過一個反SINC補償?shù)哪K，以上過程均發(fā)生在數(shù)字域,，最后數(shù)字中頻信號送入DAC進行數(shù)模變換產(chǎn)生兩路差分的模擬信號輸出,。
　　
        AD9857內(nèi)部集成了一個數(shù)字直接頻率合成器（DDS）用來產(chǎn)生數(shù)字的正、余弦波作為載波,。DDS的32位頻率控制字（FTWORD）通過同步串行口進行配置,。AD9857內(nèi)部共有4組寄存器，每一組都可存儲32位頻率字,，這種特性允許輸出載波頻率根據(jù)需要靈活及時地改變。通常,要使一個高質(zhì)量的振蕩器具有100M～200MHz 的頻率動態(tài)范圍是非常困難的, 而AD9857 則允許使用一個較低頻率的振蕩器, 它可以將其內(nèi)部的參考時鐘通過倍頻來產(chǎn)生SYSCLK,通過公式fout=(FTWORD×SYSCLK)/232就可以把基帶信號調(diào)制成任意頻率的中頻信號,。