DAB发射系统编码器的设计及实现

　　FPGA端主要实现IFFT(反傅立叶变换)运算，IF上变频器和数字滤波器。将PC传送来的DAB帧相位信息进行IFFT运算，完成OFDM调制，然后将调制后的基带信号经变频器变为中频信号，滤波后送给DAC模块。由于要接收来自USB模块的数据，所以FPGA上还需要一个USB接口模块。同时，在USB接口模块和IFFT模块之间需要一个内部RAM作为buffer缓冲区，IFFT运算后，数据存储到一个2048*24位的双口RAM空间，经变频和滤波后，通过DAC接口模块输出给DAC模块。IFFT运算模块，USB接口模块，上变频模块、DAC接口模块，这几个模块是通过ALTERA内嵌的NIOSII软核处理器来控制的，在FPGA上构建了一个SOPC(System On Programmable Chip)系统。FPGA设计结构如图3所示。

图3 FPGA设计结构框图

　　考虑到本设计所占用资源，包括逻辑单元、嵌入式存储器的多少，以达到资源充分利用，选用了ALTERA公司的Cyclone II系列FPGA EP2C20开发板，此款开发板具有512KByte的片外RAM空间，可以作为NIOS的程序存储器和USB接口的数据缓冲区，以保证数据的实时传输。FPGA各模块设计综合后占用了15000多个逻辑单元(含NIOSII模块)， 占用了82%(52个M4K)的存储器位，整个系统使用65.536MHz的时钟，有效地利用了开发板的资源，结果良好。

PCB的设计

　　PCB的设计包含USB模块和DAC模块两部分。

(1) USB模块主要是实现PC与FPGA之间的高速通信，考虑到传输速度要达到300KB/s才能实现数据的实时传输，所以选用了FT245BL作为USB接口芯片。

(2) DAC模块是为了将数字滤波器输出的数字信号转换成模拟信号。编码器输出的是数字的中频信号，采样频率16.384MHz，带宽1.536MHz。经过DAC转成模拟信号后还需要对其放大，滤波，最后输出峰峰值为1V的DAB模拟中频信号。

本文小结

本文介绍了基于PC和FPGA的DAB发射系统编码器的设计，通过软件实现了DAB发射系统OFDM调制前的信道编码，经试验测试能够对2.048Mb/s的ETI数据流进行实时的信道编码，同时通过USB接口传输给FPGA上OFDM模块的数据率可达到320KB/s，满足了实时的要求。最后，DAC模块输出的模拟信号经过SMA连接头送入DAB发射机。图4为DAB发射系统编码器实物图。事实证明，将信道编码部分放在PC端是简单有效的实现办法，用FPGA来实现信道编码部分将是下一步的工作。

图4 DAB发射系统编码器实物图

作者：麦胤

　　　张红升

　　　重庆邮电大学光电工程学院

　　　陆明莹

　　　总经理

　　　西安西芯微电子有限公司