基于Stel―2000A的直扩通信系统的设计

摘要：扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制与解调，利用不同码型的扩频码序列之间优越的自相关性和互相关性，对不同的用户分配不同的码型。本设计采用STEL-2000A芯片完成直扩收发系统的功能的实现，同时采用单片机来实现对STEL-2000A芯片的控制，外加A/D或D/A转换器对信号进行必要的处理，来实现整个系统硬件电路的设计。

关键词：STEL-2000A 数据锁存器 A/D或D/A转换

中图分类号：TN914.42 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0030-02

直接序列扩频系统通常对载波进行相移键控调制，在发射端是待传输的数据信号与扩频码波形相乘，形成复合码对载波进行调制，后由天线发射出去，在接收端，产生一个与发射端相同的扩频码同步的本地参考伪随机码，对接收信号进行相关处理并送到解调器，恢复出传送的信息，通过相关解扩处理将信号恢复为原带宽上的信号，传输中信号的扩频和解扩都用到相同的扩频码序列。而STEL-2000A是一个可编程处理芯片，内部包含发射端元和接收单元两部分，可通过设置STEL-2000A内部寄存器的值实现BPSK或QPSK调制方式，本设计中选择BPSK调制方式。需要一个A/D转换器和一个D/A转换器。

1 STEL-2000A与D/A转换器的接口电路

D/A转换器采用AD9708，它在时钟的驱动下，把输入数据存入片内锁存器中，其触发方式为上升沿触发。为了电路的抗干扰需要给出了3种供电模式（模拟±5V、数字+5V），且有两种接地方式：模拟地和数字地。而输入时钟信号（CLOCK）频率的高低可以决定AD9708转换信号的速率。STEL-2000A与AD9780接口电路如图1所示。

STEL-2000A收到的数据以数字形式存入RAM内，需要转换成模拟信号时，RAM就把数字信号暂存到锁存器74LS373之中，接着AD9708把数字信号转换成模拟信号并以电流的形式对外输出。

2 AD9708的输出端放大电路

经过AD9708数模转换后的模拟电流信号较弱，因此在电路中为了保障输出的模拟电流信号能够完整的进入下一级进行处理，必须在AD9708输出端进行放大处理，其电路原理图如图2所示。

将AD9708的输出端IOUTA和IOUTB接成差模形式，输出信号送入AD817运算放大器放大，电位器W1可调整电路中的输出的信号的幅度；电位器W2可调整输出信号的正峰值和负峰值。

3 AD9057输入前端放大与缓冲电路

（1）前端缓冲电路。AD9057模拟信号输入为单极输入，模拟信号首先应该在输入端送入之前进行缓冲，本次设计选用74F00芯片对输入数据进行缓冲，其电路图如图3所示。

其工作原理如下：74F00芯片缓冲后的数据送入跟踪保持电路，此电路保持输入信号在转换期间的稳定。

（2）AD9057输入放大电路。AD9057输入端在输入到AD9057之前必须进行放大，在这次设计中，放大芯片选取的是AD8041，其电路原理图如图4所示。

4 STEL-2000A与AD9057接口电路

数字接口电路使用数据锁存器74F574对AD9057处理后的数字信号进行锁存，再由74F574输出端（1Q-8Q）输出至STEL-2000A的接收机I相输入信号端（RXIIN0-RXIIN7）进行输入；同时应当注意的是：数据锁存器74F574尽量靠近高速ADC，以减少ADC的电容性负载和内部噪声。STEL-2000A与AD9057接口电路图5所示。

5 STEL-2000A与单片机接口

STEL-2000A与单片机AT89C51相连接时，将它们的数据线对应相连，AT89C51的低位地址线与STEL-2000A的地址线对应相连。单片机的P1.4口与STEL-2000A的发射管脚TXBITPLS接P1.4，TxIN管脚与P1.3口相连。当检测到STEL-2000A的TXBITPLS信号的上升沿时，P1.3口向TxIN引脚发送数据。在BPSK调制方式下，每一个符号周期内向TXIN发送一个比特的数据。STEL-2000A的RXSYMPLS管脚与P1.6口相连，当检测到RXSYMPLS信号的上升沿时，由P1.5接收RX0UT引脚送出相关数据。单片机AT89C51与STEL-2000A的接口电路如图6所示。

6 结果分析

采用电子仿真软件对系统进行验证，在本系统中时钟频率是20MHz，设PN码速率为1MHz，PN码长为64时，基带采样速率为2MHz。基带采样速率由STEL-2000A内部产生，上述设计满足要求。

参考文献

[1]Wang Yuxi，ShenYebing.Optimized FPGA Realization of DigitalMatched Filter in SpreadSpectrum Communication Systems[J].IEEE 8th International Conference on Computer andInformation Technology Workshops，2008.173-176.

[2]马延军，张红，康晓非.扩频通信收发实验系统的设计与实现[J].实验技术与管理，2016（2）：117-120.

[3]赵齐.扩频通信系统抗干扰能力分析[J].电子技术与软件工程，2014（10）：73-75.

[4]张晋，赵刚.基于SIMULINK的高动态下直序扩频通信系统的仿真[J].四川理工学院学报，2009（3）：90-92.

[5]韦惠民，张邦宁.扩频通信技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.

[6]张志德，冯春苗，等.基于Simulink的CDMA通信系统原理仿真[J].科技信息，2009（11）：12-13.

收稿日期：2016-09-27

基金目：四川理工学院科研基金（2012KY18），人工智能四川省重点实验室开放项目（2014RYJ07），自贡市科技局项目（2014DZ05）。

作者简介：冯雪（1978―），女，吉林四平人，硕士，讲师，研究方向：信息处理与通信。