2 QAM调制原理
QAM是一种矢量调制,将输入比特(一般采用格雷码)先映射到一个复平面(星座)上,形成复数调制符号,然后将符号的I、Q分量(对应复平面的实部和虚部,也就是水平和垂直方向)采用幅度调制,分别对应调制在相互正交(时域正交)的2个载波。这样与幅度调制(Amplitude Modulation,简称AM)相比,其频谱利用率提高1倍。其原理框图如图1所示。
图1中,速率为Rb的发送数据在串-并转换器(比特/符号编码器)内被分成两路,各为原信号的l/2,2一L电平转换器将每个速率为Rb/2的两电平序列变成速率为风Rb/log2M的L电平信号,然后分别与两个正交的载波调制分量相乘,相加后输出。接收端完成相反过程,正交解调出两个相反码流,均衡器补偿由信道引起的失真,判决器识别复数信号并映射回原来的二进制信号。
3 基于ADL5385的128QAM发送器设计
3.1 128QAM发送器的组成
依据正交调制法的原理,128QAM发送器系统的组成框图如图2所示。计算机通过软件生成128QAM串行数据,由双通道发送D/A转换器将分离后的串行数据分别转换成模拟电平,模拟电平经正交调制器件与本地振荡器正交相乘生成128QAM发送信号。系统中,双通道发送D/A转换器选用AD9777,该器件为16位,160 MS/s的双通道发射D/A转换器正交调制器件选用ADL5385。
3.2 ADL5385简介
ADL5385是一款硅半导体单片正交调制器,频率范围为50~200 MHz,具有优异的相位精度和幅度平衡性。ADL5385的宽基带输入带宽允许基带启动或复杂的IF驱动,因此可用于IF或RF调制的通信系统,广泛应用于无线连接发送器、电缆调制终端系统、宽带无线接入系统等。ADL5385从2个差分基带输入端获取信号,然后把其调制到两个正交的载频。两个内部载频来自于一个单端、外部本地振荡器输入信号,振荡器的频率是所需要载频频率的2倍。两路已调的信号一起送入差分一单端放大器。放大器应设计成驱动50 Ω输出阻抗。
ADL5385高输出功率能力(+10 dBm P1dB)、高单端输出线性度(+24 dBm IP3)和低本底噪声(一158 dBm/Hz)提供极高的输出动态范围。ADl5385具有一46 dBm载波馈通和一50dBm单边带抑制(在14MHz处)能力使其在复合高阶调制应用(例如,大于或等于16点的正交幅度调制(QAM)]中对校准和调零的需求最少。
ADL5385可接收来自直流DC~700 MHz的宽带输入,并且与AD977x系列D/A转换器输出幅度相兼容。ADL5385具有一7 dBm的低L0驱动要求也与ADIA360系列带VCO的集成PLL产品兼容。ADL5385的两倍L0输入频率特性有助于在L0隔离和电路板密度至关重要的应用中使L0频率牵引最小。ADL5385的功能框图如图3所示。
图3中,IBBP,IBBN分别为正交调制中I信号的正、负极输入端。QBBP,QBBN分别为正交调制中Q信号的正、负极输入端。LOIP,LOIN分别为本地振荡输入的正、负端。ENBL是ADL5385的使能端。高电平时,该器件工作;低电平时,则进入休眠状态。TEMP是温度传感器输入连接端,将外部温度变化通过电阻引入器件内部的温度传感器。