ZYNQ7020核心板及各种射频模块
简介
ZYNQ7020核心板(主体,最低成本仅需90元!)、170MSPSADC、210MSPSDAC、1.6GSPS 16bit DAC、9GHz PLL、500MSPS 12bit ADC等
简介:ZYNQ7020核心板(主体,最低成本仅需90元!)、170MSPSADC、210MSPSDAC、1.6GSPS 16bit DAC、9GHz PLL、500MSPS 12bit ADC等开源协议
:CC BY 3.0
描述
项目说明
初衷是参加电赛带来的,淘宝上很多ZYNQ ADC DAC DDS PLL都比较贵,而且质量并不好,在经过暑假参加电赛并拿到国一后,就积累了不少模块如170MSPSADC、210MSPSDAC、1.6GSPS 16bit DAC、9GHz PLL、500MSPS 12bit ADC等模块,并且最近成功自制了ZYNQ7020的核心板,(我看oshwhub上还没有ZYNQ7020的开源),各种模块和ZYNQ都以便宜、用料足、性能好为目标,整理整理趁着星火计划全部开源!(PS:这只是开始)
这次的工程给大家带来的就是成本最低仅需90元的ZYNQ7020核心板!(某宝zynq7020芯片 45.4元,PCB嘉立创免费6层板样板,真的很香)
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开源协议
未经作者允许,禁止商用。转载或引用需注明原作者与工程链接
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项目相关功能
资源介绍:
(1)ZYNQ7020/7010核心板:板载1片DDR3,QSPI FLASH,SD卡转接芯片,UART串口转USB,PS时钟33.3333Mhz(不建议更换频率),PL时钟50Mhz(可自行更换其他频率)。另有1个USER LED(L14)一个RGBLED(T16)。PL资源为66个(33对)差分等长IO,默认电压为3.3V。
(2)170MSPS 12bit ADC:基于Linear LTC2220 ,最高采样率可达170M,12bit。模拟前端为ADA4937超低失真差分ADC驱动器,-3dB带宽为1.9Ghz。输入阻抗为50Ω,增益为2(可自行更改)。板载电源管理,使用超低噪声超高PSRRLDO,并使用穿心电容滤波,输入为5V 2510接口。
(3)210MSPS 14bit DAC:基于ADI AD9744 ,最高采样率可达210M,14bit。后端为ADA4891 or TPH2501。增益可自行更改,带宽为50Mhz,输出幅值为±2.5V,输出阻抗50Ω。板载电源管理,使用超低噪声超高PSRR LDO进行DAC的模拟和数字供电,板载单转正负压模块,可输出±2.5V,并使用穿心电容滤波,输入为单5V 2510接口。
(4)集成 VCO 的 9.8GHz 宽带PLL:基于TI LMX2592,输出频率范围为20Mhz-9.8Ghz,支持分数 N 和整数 N 模式,具有一个 32 位分数分频器,支持选择合适的频率。可编程相位调整,可编程电荷泵电流,可编程输出功率水平。双通道输出,输出阻抗50Ω。可采用板载温补晶振参考源或锁定外部参考输入,输入时钟频率高达 1400MHz。板载电源管理,使用超低噪声超高PSRRLDO,并使用穿心电容滤波,输入为5V 2510接口。
(5)500MSPS 12bit ADC:基于ADI AD9434,最高采样率可达500M(DDR),12bit。模拟前端为LMH6521高性能双通道 DVGA,-3dB带宽为1.2Ghz。输入阻抗为50Ω,程控增益,动态范围为31.5dB,步长为 0.5dB。接口采用1.8V LVDS。板载电源管理,使用一体式DCDC及超低噪声超高PSRRLDO,并使用穿心电容滤波,输入为5V 2510接口。
(6)1600MSPS 16bit DAC:基于ADI AD9142,最高采样率可达1.6G(DDR),16bit。双通道输出,内置NCO,正交调制器,锁相环。接口采用1.8V LVDS。板载电源管理,使用一体式DCDC及超低噪声超高PSRRLDO,并使用穿心电容滤波,输入为5V 2510接口。
项目属性
本项目为首次公开,为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。
项目进度
(一)ZYNQ7020核心板:
(1)ZYNQ芯片:正常工作,VIVADO正常连接:
(2)板载UART转USB:正常工作,打印HELLO
(3)DRAM DDR3测试:正常工作,0错误:
(4)程序固化测试:正常固化,正常启动:
至此,ZYNQ7020核心板完全过测,可正常使用。
(二)各射频模块:
(1)170MSPS 12bit ADC:正常工作 如图为采集10Mhz信号的波形,SNR可达到61.3dB。
(2)210MSPS 14bit DAC:正常工作 如图为输出基带信号为三角波的 100%AM调制信号
(3)集成 VCO 的 9.8GHz 宽带PLL:正常工作 如图为输出7Ghz
(4)500MSPS 12bit ADC:正常工作 如图为采样信号
(5)1600MSPS 16bit DAC:正常工作
设计说明
一、ZYNQ7020核心板:
(1)供电部分:供电采用TPS82130集成电感的DCDC转换器,最大可输出3A电流。四路供电,电压分别为1.0V、1.5V、1.8V、3.3V,输出使用穿心电容滤波。输入为5V,上电顺序为1.0→1.8→1.5→3.3 。
(2)DDR3:DDR3采用镁光的单片MT41K256M16
(3)FLASH:QSPI FLASH采用W25Q256JVEIQ(或W25Q128JVEIQ)
(4)SD卡转接器:SD卡转接器采用TI的TXS02612RTWR
(5)时钟:PS采用33.3333MHZ 20ppm有源晶振,PL采用50Mhz 20ppm有源晶振。
(6)UART转USB:采用国产WCH的CH343p芯片,支持 115200bps 及以下通讯波特率的自动识别和动态自适应。
(7)USER LED:L14链接为一个0603单色LED,T16连接为WS2812b RGBLED(驱动见附件)。
(8)板对板连接器IO资源:PL资源为66个(33对)差分等长IO,默认电压为3.3V。PS端引出了SD卡、JTAG,其余引脚如有需要可以通过EMIO使用PL引脚资源实现。
(9)启动方式选择:提供了3种启动方式,分别为JTAG启动、QSPI FLASH启动、SD卡启动。更改可通过核心板上的拨码开关实现:
启动方式 | 开关1 | 开关2 |
JTAG启动: | ON | ON |
QSPI FLASH启动: | ON | OFF |
SD卡启动: | OFF | OFF |
(10)ZYNQ芯片型号:可选择xc7z020-1clg400、xc7z020-2clg400、xc7z010-1clg400、xc7z010-2clg400。
软件说明
(1)zynq7020部分给出 LTC2220 AD9744 LMX2592的驱动工程 见附件,VIVADO版本为2022.1版
(2)AD9434的驱动工程为zynq7035(转接板见我的2023国赛D题开源工程)见附件,VIVADO版本为2022.1版
(3)AD9142的驱动工程为zynq Ultrasale +MPSOC XCZU3EG(接口定义与AD9434相同)见附件,VIVADO版本为2022.1版
实物展示
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