从零开始研发GPS接收机连载——2、硬件射频功能的确认

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前言

第一篇文章说过，如果没有硬件那一切都是空中楼阁，我们的设计是要承载在硬件平台上的，市面上是有很多开发板买的。像什么大名鼎鼎的黑金、米联客之类的，种类非常繁多，教程也非常丰富。想找一个开发板容易，想找一个带有射频接收功能的开发板就没那么容易了，理论上，我做GPS接收机，只需要有GPS的射频接收芯片就可以了，例如之前用过的MAX2769C，这种射频芯片很便宜，控制起来也很简单，但是淘宝上没有这种卖的。（所以这里又一次遗憾自己不会硬件，要是能自己设计一块出来该多美好）。
机缘巧合下，我买到了目前这个开发板，MiniEye开发板 AD9363 + zynq7030。

AD9363

这里要介绍一下AD9363。
AD936X 系列芯片集成了 LNA、 Mixer、放大器和 IQ 调制器等 RF 前端 以及 IF 电路（ADC、DAC），单一芯片可以完成 1T1R 或者 2T2R 通道的射 频及中频处理，提供零中频的数据流给 FPGA、DSP 或者其他的基带芯片，典 型应用框图如下

AD936x 功能参数指标
◎ 集成 12 位 DAC 和 ADC 的 RF 2×2 收发器；
◎ 频点范围: 325 MHz to 3.8 GHz；
◎ 带宽范围（AD936x 系列的不同型号规格如下：整个系列的所有芯片是 Pin to Pin 兼容的。

◎ 支持 FDD 和 TDD；
◎ 2.4 Hz 本振(LO)步长；
◎ 高线性度宽带发射器； Tx 噪声：≤−157 dBm/Hz 本底噪声（概念）； ◎ CMOS/LVDS 数字接口；

很显然，AD9363是用来做移动通信用的，325 MHz to 3.8 GHz的范围，能提供零中频的数据流、带宽最大能到20MHz。对于GPS L1 C/A码带宽来说已经戳戳有余了。
这个芯片比MAX2769C来说不知道高端到哪里去了，MAX2769C只需要配置十几个寄存器，而这个AD9363要配置几千个寄存器。。。
再这里，我不会详细讲解AD9363怎么去用，这要研究起来，没个一两个月哪搞得定。不过我之前有个关于AD9364的使用的一些博文可以参考。因为我们买的是开发板，当然会附送一些例程了。

我找到了一个有AD9363驱动的例程，里面关于AD9363的配置都已经配置好了。我将一些参数进行修改，以适应我自己的应用，其主要配置如下：

外部晶振40M: BBPLL RFPLL参考时钟
•采样率25M ：ADC采样率，HB滤波器，设置了10M的带宽，最后一级滤波器旁路掉
• Dual Port Full Duplex Mode : 2T2R DDR

这几个地方我已经获取了我感兴趣的关键信息了。
1、 射频频率
RF RX : 1574M （为什么设置这个后面再讲）
RF TX：1700MHz（没有用，随便设置一个数）
2、 IQ采样
3、 Data_clk rate:50MHz
4、 采样率：25MHz，带宽10MHz
以上信息对于我接收GPS L1带宽为2M的C/A码来说已经足够了。

射频信号接收测试

FPGA工程的系统框图

找到其RX的接口部分，建立一个ILA核，有两个接收通道，我们只要使用第一路就可以了。

rx_iq_ila1 rx_iq_ila(
	    .clk        ( rx_clk_in       ),
	    .probe0     ( rx_i_ch1   ), //12
	    .probe1     ( rx_q_ch1   ), //12tx_i_ch1
	    .probe2     ( rx_i_ch2   ), //8
	    .probe3     ( rx_q_ch2   ),
	    .probe4(rx_ref[0])
    );	

使用我的穷酸信号源来试试能不能收到信号先，两百多块钱的东西看起来还很高级呢。

通过ILA观察波形，令人激动的收到了期待的点频信号，通过频谱分析，点频离期望的1.42M频点偏移了20~30KHz的样子，尽管它的质量还是有点差，这应该是信号源的信号质量比较差，接收端应该问题不大。好了，结论就是这个闲置了两年多的开发板还没有坏，还能用。而且我也能将我的工作继续下去了。

后记

至此，一个最大的不确定性可以排除了。如果这个开发板的射频部分无法工作，那么后面的工作就完全无法进行下去了。但是，还有一个不确定因素也需要确认，就是那个HackRF One真的如宣称所言能够作为一个GPS模拟器么。这个就留在下一篇再来研究。