[發明專利]一種數字下變頻電路

有效

• 申請號: 201410581682.X
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104320088B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 馮曉東
• 申請（專利權）人: 重慶會凌電子新技術有限公司
• 主分類號: H03D7/00
• 分類號: H03D7/00;H04B1/16
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 陳千

技術領域

本發明涉及數字信號處理技術，具體地說，是一種數字下變頻電路。

背景技術

在目前已廣泛應用的接收機后端信號處理和軟件無線電中，多速率信號處理是最近十幾年發展起來的一項數字信號處理技術，它是以濾波、抽取、內插為基本手段，通過改變信號的采樣速率以適應各種處理數字信號的需要，而數字下變頻(Digital Down Convert，DDC)是其中的重要組成部分。

數字下變頻(DDC)位于高速A/D變換器之后，根據后續信號處理的需要和處理能力，提供合適的數據采樣率和處理帶寬，所以其運算速度直接限制了A/D的最高采樣率，并決定了接收機的最大處理帶寬。

而目前的商用數字下變頻器有比較大的局限性，要么是輸入的數據采樣率不夠高，要么是提供的可處理帶寬有限制，兼容性和靈活性較差。

圖1所示是實現窄帶DDC的一種常用算法結構，其中包括數控振蕩器(NCO)、數字混頻器、CIC(Cascaded Integrator Comb，級聯積分梳狀)抽取濾波器、HB(Half Band，半帶)抽取濾波器、FIR(Finite Impulse Response，有限沖擊響應)濾波器和參數設置及控制等模塊，由于采用CIC濾波器，在實現窄帶需求時，受限于CIC濾波器的最大抽取率，因此能提供的處理帶寬范圍不大，一般不超過1MHz，難以適應應用需求。

發明內容

僅鑒于此，為了提供更大范圍的信號處理帶寬，靈活適應各種不同的信號處理需求，充分發揮軟件無線電適應性強的優勢，本發明提供一種數字下變頻電路，所采用的具體的技術方案是：

一種數字下變頻電路，包括數據預處理模塊與混頻模塊，所述數據預處理模塊用于實現數字中頻信號的采集，所述混頻模塊包括數控振蕩器，該數控振蕩器輸出兩路相互正交的本振信號并與所述中頻信號實現混頻處理，在該混頻模塊的輸出端形成I路輸出與Q路輸出，其關鍵在于：所述混頻模塊的I路輸出端與Q路輸出端分別依次連接有第一CIC濾波抽取電路、第二CIC濾波抽取電路、HB濾波抽取電路和FIR濾波抽取電路，所述數控振蕩器、第一CIC濾波抽取電路、第二CIC濾波抽取電路、HB濾波抽取電路以及FIR濾波抽取電路均與控制器相連，該控制器用于實現各個模塊的參數和邏輯控制，在所述第一CIC濾波抽取電路、第二CIC濾波抽取電路以及HB濾波抽取電路上還連接有旁路選擇開關，當某一旁路選擇開關接通時，該旁路選擇開關所對應的那一級電路的抽取率為1。

通過上述方案可以看出，本方案在常用的下變頻電路結構中通過增設一級CIC濾波抽取電路，同時對各級CIC濾波抽取電路和HB濾波抽取電路增設旁路選擇開關，當需要極寬處理帶寬的時候，前端的兩個CIC濾波抽取電路和HB濾波抽取電路置為旁路，由FIR濾波抽取電路起到濾波和提供最大帶寬的作用；當需要極小處理帶寬的時候，前端兩個CIC濾波抽取電路能夠提取很大的抽取率，再與HB濾波抽取電路與FIR濾波抽取電路組合，便能得到更大的抽取率，從而容易的獲得極窄的處理帶寬，對于處于可提供帶寬范圍內的其它處理帶寬，可以根據應用項目的側重點由控制器靈活配置各個電路模塊的控制參數，從而達到最佳的應用效果。

作為進一步描述，所述數據預處理模塊包括并/串轉換模塊、FIFO緩沖模塊以及邏輯控制模塊，用于適應不同A/D轉換器的輸出，實現數字中頻信號的采樣。

為了保證滿足系統的抽取率，所述第一CIC濾波抽取電路采樣5級級聯，所述第二CIC濾波抽取電路采樣6級級聯。

進一步地，所述HB濾波抽取電路的級聯級數范圍為1～3。

本發明的顯著效果是：

電路結構簡單，控制方便，在輸入信號采樣率為102.4 MSPS(Million samples per second百萬抽取/秒)時，信號處理帶寬可在100Hz～40MHz的范圍內靈活配置，對應輸出的基帶信號數據率在128SPS～51.2MSPS的范圍內變化，擴展了現有數字下變頻器的信號處理帶寬。

附圖說明

圖1是現有數字下變頻器的電路原理框圖；

圖2是本發明的電路原理框圖；

圖3是數控振蕩器(NCO)的數據處理流程圖；

圖4是CIC濾波抽取電路的數據處理流程圖；

圖5是HB濾波抽取電路的數據處理流程圖；

圖6是FIR濾波抽取電路的數據處理流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式以及工作原理作進一步詳細說明。