目 錄

1 硬件平臺(tái)

1.1 Zynq-7045/Zynq-7100評(píng)估板

1.2 AD9361軟件無(wú)線電模塊

2 案例演示

2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

2.2 案例功能

2.3 案例測(cè)試

2.3.1 QSPK數(shù)字調(diào)試測(cè)試

2.3.2 FM收音測(cè)試

3 免費(fèi)評(píng)估

4 技術(shù)交流群

5 更多推薦

1 硬件平臺(tái)

1.1Zynq-7045/Zynq-7100評(píng)估板

創(chuàng)龍科技 (Tronlong) 基于Xilinx Zynq-7000系列XC7Z045/XC7Z100高性能處理器設(shè)計(jì)的高端異構(gòu)多核SoC評(píng)估板TLZ7xH-EVM，處理器集成PS端雙核ARM Cortex-A9 + PL端Kintex-7架構(gòu)28nm可編程邏輯資源，評(píng)估板由核心板與底板組成。核心板經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的PCB Layout和高低溫測(cè)試驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠，可滿(mǎn)足各種工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。

TLZ7xH-EVM評(píng)估板接口資源豐富，引出雙路千兆網(wǎng)口、四路SFP+光口、雙路CameraLink、HDMI、FMC、PCIe、USB、Micro SD等接口，方便用戶(hù)快速進(jìn)行產(chǎn)品方案評(píng)估與技術(shù)預(yù)研。

1.2AD9361軟件無(wú)線電模塊

AD9361軟件無(wú)線電模塊（AD-FMCOMMS3-EBZ）

(1)芯片介紹

AD9361是一款用于SDR架構(gòu)的高性能、高度集成的RF收發(fā)器IC，適合無(wú)線通信基礎(chǔ)設(shè)施、防務(wù)電子系統(tǒng)、RF測(cè)試設(shè)備和儀器，以及通用軟件定義無(wú)線電平臺(tái)等應(yīng)用。該器件集RF前端與靈活的混合信號(hào)基帶部分為一體，集成頻率合成器，為處理器或FPGA提供可配置數(shù)字接口，高度可編程性和寬帶能力使其成為多種收發(fā)器應(yīng)用的理想選擇。

(2)主要特性

● 集成12位DAC和ADC的RF 2×2收發(fā)器

● TX頻段：47MHz至6.0GHz

● RX頻段：70MHz至6.0GHz

● 支持TDD和FDD操作

● 可調(diào)諧通道帶寬：<200kHz至56MHz

● 雙通道接收器：6路差分或12路單端輸入

● 出色的接收器靈敏度，噪聲系數(shù)為2dB(800MHz LO)

● RX增益控制

→實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制信號(hào)用于手動(dòng)增益

→獨(dú)立的自動(dòng)增益控制

● 雙發(fā)射器：4路差分輸出

● 高線性度寬帶發(fā)射器

→TX EVM：≤?40dB

→TX噪聲：≤?157dBm/Hz本底噪聲

→TX監(jiān)控器：動(dòng)態(tài)范圍≥66dB，精度=1dB

● 集成式小數(shù)N分頻頻率合成器

● 2.4 Hz最大本振(LO)步長(zhǎng)

● 多器件同步

● CMOS/LVDS數(shù)字接口

(3)應(yīng)用領(lǐng)域

●通用設(shè)計(jì)，適合任意軟件定義無(wú)線電應(yīng)用

●MIMO無(wú)線電

●點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)

●毫微微蜂窩/微微蜂窩/微蜂窩基站

●Wi-Fi

●ISM

●航空航天

●公共安全

●智能電網(wǎng)

2 案例演示

2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

本案例適用開(kāi)發(fā)環(huán)境如下：

(1) Windows開(kāi)發(fā)環(huán)境：Windows 7-64bit、Windows 10-64bit

(2)虛擬機(jī)：VMware14.1.1

(3) Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境：Ubuntu 18.04.5 64bit

(4) PetaLinux：2017.4

(5) Vivado：Xilinx Vivado 2017.4

(6) SDK：Xilinx SDK 2017.4

(7)組件：

● ADI IIO Oscilloscope

IIO Oscilloscope是ADI官方提供的軟件無(wú)線電設(shè)備Pluto所用的顯示組件，擁有類(lèi)似頻譜分析儀的界面，可獲取時(shí)域、頻域、星座和互相關(guān)這四種模式的數(shù)據(jù)，并通過(guò)簡(jiǎn)單的iio配置顯示采樣信號(hào)。

ADI IIO Oscilloscope參考鏈接：https://wiki.analog.com/resources/tools-software/linux-software/iio_oscilloscope。

● Cygwin

Cygwin是一個(gè)在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的類(lèi)UNIX模擬環(huán)境，可使用UNIX主機(jī)上的交叉編譯器來(lái)生成可以在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的工具集。

2.2 案例功能

案例功能：基于TLZ7xH-EVM評(píng)估板和AD-FMCOMMS3-EBZ模塊搭建AD9361的RF收發(fā)測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)數(shù)字調(diào)制功能和FM收音功能。

QPSK是常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)調(diào)制方式，具有較高的頻譜利用率、較強(qiáng)的抗干擾性，同時(shí)在電路上也易于實(shí)現(xiàn)。其中多采用偏移四相相移鍵控信號(hào)offset QPSK(O-QPSK)，也就是相對(duì)移相方式OQPSK。

QPSK信號(hào)的正弦載波有4個(gè)可能的離散相位狀態(tài)，每個(gè)載波相位攜帶2個(gè)二進(jìn)制符號(hào)，其信號(hào)表達(dá)式為：

QPSK數(shù)字解調(diào)包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換、抽取或插值、匹配濾波、時(shí)鐘和載波恢復(fù)等。

數(shù)字調(diào)制使用“星座圖”來(lái)描述，星座圖中定義了兩個(gè)基本參數(shù)：

（1）信號(hào)分布。

（2）與調(diào)制數(shù)字比特之間的映射關(guān)系。

星座圖中規(guī)定了星座點(diǎn)與傳輸比特間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系稱(chēng)為“映射”，一種調(diào)制技術(shù)的特性可由信號(hào)分布和映射完全定義，即可由星座圖來(lái)完全定義。四相相移調(diào)制是利用載波的四種不同相位差來(lái)表征輸入的數(shù)字信息，即為四進(jìn)制移相鍵控。

QPSK是在M=4時(shí)的調(diào)相技術(shù)，它規(guī)定了四種載波相位，分別為45°，135°，225°，315°，調(diào)制器輸入的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)字序列，為了能和四進(jìn)制的載波相位配合起來(lái)，則需要把二進(jìn)制數(shù)據(jù)變換為四進(jìn)制數(shù)據(jù)，這就是說(shuō)需要把二進(jìn)制數(shù)字序列中每?jī)蓚€(gè)比特分成一組，共有四種組合，即00，01，10，11，其中每一組稱(chēng)為雙比特碼元。

每一個(gè)雙比特碼元是由兩位二進(jìn)制信息比特組成，它們分別代表四進(jìn)制四個(gè)符號(hào)中的一個(gè)符號(hào)。QPSK中每次調(diào)制可傳輸2個(gè)信息比特，這些信息比特是通過(guò)載波的四種相位來(lái)傳遞的。

解調(diào)器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號(hào)的相位來(lái)判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。

星座圖有兩根軸，其中水平X軸與同相載波相關(guān)，垂直Y軸與正交載波相關(guān)。圖中每個(gè)點(diǎn)可以包含4條信息，所有需要的信息都可以從星座圖中輕易得到。

（1）點(diǎn)在X軸的投影定義了同相成分的峰值振幅。

（2）點(diǎn)在Y軸的投影定義了正交成分的峰值振幅。

（3）點(diǎn)到原點(diǎn)的連線（向量）長(zhǎng)度是該信號(hào)元素的峰值振幅（X成分和Y成分的組合）。

（4）連線和X軸之間的角度是信號(hào)元素的相位。

MicroBlaze通過(guò)AXI SPI IP以及AXI GPIO IP配置AD-FMCOMMS3-EBZ模塊上AD9361的狀態(tài)，并通過(guò)ADI AXI AD9316 IP進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，整個(gè)過(guò)程將通過(guò)ADI AXI DMA IP進(jìn)行DDR數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)，DDR有MIG IP驅(qū)動(dòng)。

相關(guān)資料可查閱：https://wiki.analog.com/resources/eval/user-guides/ad-fmcomms3-ebz。

2.3 案例測(cè)試

測(cè)試基于TLZ7xH-EVM評(píng)估板Linux系統(tǒng)進(jìn)行，需使用本案例專(zhuān)用制卡包重新制作系統(tǒng)啟動(dòng)卡，購(gòu)買(mǎi)評(píng)估板與模塊后提供案例源碼。

2.3.1QSPK數(shù)字調(diào)試測(cè)試

將模塊的TX1A和RX1A分別連接2.4G天線，并將模塊連接到評(píng)估板的FMC接口，使用網(wǎng)線連接路由器，使用跳線帽選擇BANK電壓配置為2.5V。

（1）線狀形式星座圖。

（2）點(diǎn)狀形式星座圖。

可通過(guò)調(diào)節(jié)天線位置觀察到星座圖的變化。

2.3.2FM收音測(cè)試

將模塊的RX1A連接FM天線，并將模塊連接到評(píng)估板的FMC接口，使用網(wǎng)線連接路由器，使用跳線帽選擇BANK電壓配置為2.5V，將USB聲卡插到評(píng)估板USB HOST接口，將耳機(jī)插到USB聲卡的輸出端。

在界面空白處右擊選擇"Single Tone Markers"。

可在左側(cè)Markers窗口查看當(dāng)前FM收聽(tīng)頻點(diǎn)。

當(dāng)獲得的頻點(diǎn)和設(shè)置的一致時(shí)，停止頻譜的信號(hào)采集，否則將會(huì)影響FM的收聽(tīng)。

在評(píng)估板文件系統(tǒng)執(zhí)行如下命令收聽(tīng)FM。請(qǐng)注意FM的收聽(tīng)在室內(nèi)效果不佳，可調(diào)整天線角度獲取更清晰的音頻信號(hào)。

Target# iio_fm_radio_play 102.7 //102.7為獲取的頻點(diǎn)，以實(shí)際情況為準(zhǔn)

可通過(guò)"Ctrl + C"退出FM收聽(tīng)。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：AD9361+ ZYNQ軟件無(wú)線電平臺(tái)搭建實(shí)例

文章出處：【微信公眾號(hào)：FPGA開(kāi)源工作室】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。