CN208691237U - 一种宽频带数模混合射频模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽频带数模混合射频模块，包括处理单元、与处理单元连接的射频模块和时钟模块；所述处理单元采用ZYNQ芯片；所述射频模块包括捷变收发器和射频信号收发天线；所述捷变收发器的信号发送端通过PA功率放大器与发射天线连接，信号接收端通过LNA低噪声放大器与接收天线连接。本实用新型的集成度高、射频信号收发更加准确。
Description
技术领域
本实用新型属于射频收发领域，特别涉及一种宽频带数模混合射频模块。
背景技术
随着技术发展越来越快，在众多应用领域对射频收发都提出了更高的要求，例如分布式无线直放站，3G/4G 微基站和宏基站(BTS)，3G/4G 多载波微蜂窝，航空航天国防的大规模回传网络，多模式、多频段应用的电子测试与测量设备，FDD 和 TDD 有源天线系统，微波非视距(NLOS)回程系统，频谱监测，多通道同步通信系统等等。根据上述应用领域的实际需要，设计一种集成度高、收发更加准确的宽频带数模混合射频模块具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，一种集成度高、收发更加准确的宽频带数模混合射频模块。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种宽频带数模混合射频模块，包括处理单元、与处理单元连接的射频模块和时钟模块；所述射频模块包括捷变收发器和射频信号收发天线；所述捷变收发器的信号发送端通过PA功率放大器与发射天线连接，信号接收端通过LNA低噪声放大器与接收天线连接；所述处理单元采用ZYNQ芯片，所述ZYNQ芯片PL部分包括GPIO接口和GTX接口；所述捷变收发器通过SPI总线与ZYNQ芯片PS部分连接，通过所述GPIO接口与ZYNQ芯片的PL部分连接，还通过lane差分通道与PL部分的GTX接口连接；捷变收发器和ZYNQ芯片的PL部分分别与时钟模块的时钟信号输出端连接。
所述时钟模块采用采用LMK04281芯片，所述LMK04281芯片通过SPI总线与ZYNQ芯片的PS部分连接；LMK04281芯片还与捷变收发器和ZYNQ芯片的PL部分连接。
所述捷变收发器为两个，且均为AD9371芯片，每个所述AD9371芯片的一个RX端通过一个LNA低噪声放大器与接收天线连接，一个TR端通过一个PA功率放大器与发射天线连接。
所述的Zynq芯片为xilix公司的融合FPGA和ARM的芯片。
所述Zynq芯片内部自带DDR3SRAM，用于供PS部分的ARM核心和PL部分的FPGA使用。
所述Zynq芯片还通过SPI总线与FLASH芯片连接，该FLASH芯片用于存储PS的程序或者PL部分的逻辑或者同时存储PS和PL的程序及逻辑。
所述Zynq芯片还通过SPI总线与TF卡连接，该TF卡用于存储PS的程序或者PL部分的逻辑或者同时存储PS和PL的程序及逻辑。
所述的Zynq芯片的PL部分还通过CYUSB 3014芯片与USB3.0端口连接，通过USB3320芯片与两个USB2.0接口连接，通过电平转换芯片连接扩展GPIO 14P弯排针；所述Zynq芯片的PS部分还通过ADV 7511芯片与HDMI接口连接，通过UART并行总线与USB-MINI接口连接，通过PHY以太网芯片连接RJ45接口，通过电平转换芯片连接JTAG 10P弯排针；所述Zynq芯片的PS部分还与晶体振荡器连接，用于向ARM提供时钟信号。
所述ZYNQ芯片型号为XC7Z035。
进一步的，本实用新型还包括电源模块，所述电源模块为时钟模块、处理单元和射频模块供电。
本实用新型的有益效果是：采用ZYNQ芯片，使得整个模块的集成度更高；在ZYNQ芯片的PS和PL部分配置了大量外设，方便用户使用；在捷变收发器与收发天线之间增加PA功放和低噪声放大器，提高了射频信号收发的准确度。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
Zynq芯片内部分成2个部分，PS(Processing System)和PL(ProgrammableLogic)，其中PS部分和传统的处理器内部结构一致，包括CPU核、浮点运算、存储控制器、各种通信接口外设以及GPIO外设等；而PL部分就是传统意义的FPGA，它们之间通过内部高速总线(AXI)互联。这种架构既提高了系统性能，又简化了系统的搭建，同时提供了足够的灵活性。Zynq的PL部分可以很方便的定制相关外设IP，也可以进行相关的算法设计，和使用普通FPGA完全一样。如果不使用PL，Zynq的PS部分和普通的ARM开发一样。Zynq最大的特点是可以利用PL部分灵活的定制外设，挂载在PS上，而普通的ARM，外设是固定的。应用开发人员利用可编程逻辑强大的并行处理能力，不仅可以解决多种不同信号处理应用中的大量数据处理问题，而且还能通过实施更多外设来扩展处理系统的特性，系统和可编程逻辑之间的高带宽AMBA-AXI互联能以极低的功耗支持千兆位级数据传输，能够解决控制、数据、I/O和存储器之间的常见性能瓶颈问题。
如图1所示，一种宽频带数模混合射频模块，包括处理单元、与处理单元连接的射频模块和时钟模块；所述射频模块包括捷变收发器和射频信号收发天线；所述捷变收发器的信号发送端通过PA功率放大器与发射天线连接，信号接收端通过LNA低噪声放大器与接收天线连接；所述处理单元采用ZYNQ芯片，所述ZYNQ芯片PL部分包括GPIO接口和GTX接口；所述捷变收发器通过SPI总线与ZYNQ芯片PS部分连接，通过所述GPIO接口与ZYNQ芯片的PL部分连接，还通过lane差分通道与PL部分的GTX接口连接；捷变收发器和ZYNQ芯片的PL部分分别与时钟模块的时钟信号输出端连接。
所述时钟模块采用采用LMK04281芯片，所述LMK04281芯片通过SPI总线与ZYNQ芯片PS部分连接；LMK04281芯片还与捷变收发器和ZYNQ芯片的PL部分连接。
所述捷变收发器为两个，且均为AD9371芯片，每个所述AD9371芯片的一个RX端通过一个LNA低噪声放大器与接收天线连接，一个TR端通过一个PA功率放大器与发射天线连接。在本实施例中，AD9371芯片和LMK04281芯片的GPIO接口，SPI接口以及时钟接口均为公开的技术资料，可满足附图中的连接；每个AD9371芯片均包括4个TR和4个TX通道，本实施例中每个AD9371芯片均只使用一个TR和一个TX通道。
所述的Zynq芯片为xilix公司的融合FPGA和ARM的芯片。
所述Zynq芯片内部自带DDR3SRAM，用于供PS部分的ARM核心和PL部分的FPGA使用。
所述Zynq芯片还通过SPI总线与FLASH芯片连接，该FLASH芯片用于存储PS的程序或者PL部分的逻辑或者同时存储PS和PL的程序及逻辑。
所述Zynq芯片还通过SPI总线与TF卡连接，该TF卡用于存储PS的程序或者PL部分的逻辑或者同时存储PS和PL的程序及逻辑。
所述的Zynq芯片的PL部分还通过CYUSB 3014芯片与USB3.0端口连接，通过USB3320芯片与两个USB2.0接口连接，通过电平转换芯片连接扩展GPIO 14P弯排针；所述Zynq芯片的PS部分还通过ADV 7511芯片与HDMI接口连接，通过UART并行总线与USB-MINI接口连接，通过PHY以太网芯片连接RJ45接口，通过电平转换芯片连接JTAG 10P弯排针；所述Zynq芯片的PS部分还与晶体振荡器连接，用于向ARM提供时钟信号。
所述ZYNQ芯片型号为XC7Z035。
进一步的，本实用新型还包括电源模块，所述电源模块为时钟模块、处理单元和射频模块供电。
本实用新型工作原理如下：
PS部分ARM 处理器通过SPI接口读取时钟模块的寄存器数据作为系统参考时间，通过SPI接口读取TF卡或者Falsh芯片中存储的PS的程序或者PL部分的逻辑或者将需要存储的PS和PL的程序及逻辑写入TF卡或者Falsh芯片中，LMK04281芯片向PL部分和捷变收发器提供参考时钟信号，捷变收发器AD9371经过DA转换后的信号再次经过PA后再发送到发送天线，提高了发送射频信号的线性度；接收天线接收到射频信号后经过LNA低噪声放大器后再经过捷变收发器AD9371的AD转换降低了接收到的信号的噪声，提高了信号处理的准确度，本实用新型集成了USB3.0端口、两个USB2.0接口、扩展GPIO 14P弯排针、JTAG 10P弯排针、USB-MINI接口和RJ45接口等大量外设接口，方便用户在多种条件下使用。
Claims (10)
1.一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：包括处理单元、与处理单元连接的射频模块和时钟模块；所述射频模块包括捷变收发器和射频信号收发天线；所述捷变收发器的信号发送端通过PA功率放大器与发射天线连接，信号接收端通过LNA低噪声放大器与接收天线连接；所述处理单元采用ZYNQ芯片，所述ZYNQ芯片PL部分包括GPIO接口和GTX接口；所述捷变收发器通过SPI总线与ZYNQ芯片PS部分连接，通过所述GPIO接口与ZYNQ芯片的PL部分连接，还通过lane差分通道与PL部分的GTX接口连接；捷变收发器和ZYNQ芯片的PL部分分别与时钟模块的时钟信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述时钟模块采用采用LMK04281芯片，所述LMK04281芯片通过SPI总线与ZYNQ芯片 PS部分连接；LMK04281芯片还与捷变收发器和ZYNQ芯片的PL部分连接。
3.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述捷变收发器为两个，且均为AD9371芯片，每个所述AD9371芯片的一个RX端通过一个LNA低噪声放大器与接收天线连接，一个TR端通过一个PA功率放大器与发射天线连接。
4.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述的Zynq芯片为xilix公司的融合FPGA和ARM的芯片。
5.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述Zynq芯片内部自带DDR3SRAM，用于供PS部分的ARM核心和PL部分的FPGA使用。
6.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述Zynq芯片还通过SPI总线与FLASH芯片连接，该FLASH芯片用于存储PS的程序或者PL部分的逻辑或者同时存储PS和PL的程序及逻辑。
7.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述Zynq芯片还通过SPI总线与TF卡连接，该TF卡用于存储PS的程序或者PL部分的逻辑或者同时存储PS和PL的程序及逻辑。
8.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述的Zynq芯片的PL部分还通过CYUSB 3014芯片与USB3.0端口连接，通过USB 3320芯片与两个USB2.0接口连接，通过电平转换芯片连接扩展GPIO 14P弯排针；所述Zynq芯片的PS部分还通过ADV7511芯片与HDMI接口连接，通过UART并行总线与USB-MINI接口连接，通过PHY以太网芯片连接RJ45接口，通过电平转换芯片连接JTAG 10P弯排针；所述Zynq芯片的PS部分还与晶体振荡器连接，用于向ARM提供时钟信号。
9.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：所述ZYNQ芯片型号为XC7Z035。
10.根据权利要求1所述的一种宽频带数模混合射频模块，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块为时钟模块、处理单元和射频模块供电。
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| CN201822099614.6U CN208691237U (zh) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | 一种宽频带数模混合射频模块 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117833935A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-05 | 成都航天通信设备有限责任公司 | 一种基于fpga的信号变频处理系统及方法 |
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2018
- 2018-12-14 CN CN201822099614.6U patent/CN208691237U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117833935A (zh) * | 2024-03-05 | 2024-04-05 | 成都航天通信设备有限责任公司 | 一种基于fpga的信号变频处理系统及方法 |
| CN117833935B (zh) * | 2024-03-05 | 2024-05-07 | 成都航天通信设备有限责任公司 | 一种基于fpga的信号变频处理方法 |
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