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数字下变频

(2)分析了多种数控振荡器导致输出相位的不同; (3)总结了减少信噪比的误差因素, 提供了特殊工程设计
的指数分布依据。
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原理和结构
原理:数字下变频器(DDC)是接收机A/D变换后,首先要完成
的处理工作,一般的DDC由本地振荡器(NCO)、混频器、 低通滤波器和抽取器组成.主要作用:其一是把中频信号 变为零中频信号;其二是降低采样率。从频谱上看,数字 下变频将A/D采样后信号从中频变换到基带。这样的处 理由两步完成:首先是将输入信号与正交载波相乘,然后 进行数字滤波滤除不需要的频率分量。NCO,混频器, 数字滤波器速率要等于采样率,采样率低于600MHz, 很难实时的在FPGA中进行处理
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所做工作
基于matlab的数字下变频设计步骤:
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报告内容
1 论文主要内容 2 原理和结构 3 论文主体部分 4 完成工作
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主要内容
这篇论文主要解决数字下变频信号处理过程中一些问题,并行 处理结构可以有效的降低采样率,多通道并行处理则可以有效降低处 理成本。 该论文介绍:(1)数字下变频技术;
数控振荡器(NCO)主要由相位累加器和正弦、余弦查找表( Look Up Table)组成。在每个时钟沿将上次的相位和输入的相位 相加得到本次的相位,再根据相位在正弦、余弦查找表(LUT)中查 找出对应的正弦和余弦值后将其输出。正弦、余弦查找表(LUT)中 按以下函数存放数据:sin (n) = sin (2n/N)
cos (n) = cos (2n/N)
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这里,n 是输入到LUT中的地址; N 是LUT中样本的数量 sin(n) 是正弦波在 (2n/N) 位置的幅度;cos(n) 是余弦波在 (2n/N) 位置的幅度。
将n从0增加到N使得LUT输出一个完整周期的正弦和余弦波形的 幅度值。2n/N代表0到2之间被分出的相位角。根据输入控制数据 决定n在输出周期(时间间隔t)内如何在0到N之间增加。每个系统 时钟下,LUT的地址增加一次,其增加量由相位输入数据 phase[m..0]来控制。相位角数据由累加器累加并存储在累加器寄 存器中。相位累加器的输出用于决定LUT的地址。
Your company 件无线电、直接数据频 率合
成器(DDS,Direct digital synthesizer)、快速傅立叶变换( FFT,Fast Fourier Transform) 等的重要组成部分,同时也是 决定其性能的主要因素之一,用于产生可控的正弦波或余弦波。随着 芯片集成度的提高、在信号 处理、数字通信领域、调制解调、变频调 速、制导控制、电力电子等方面得到越来越广泛的应用。
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论文主体
1.并行处理结构: 抽取滤波器模块通过多相滤波器结构降低采样率和实现低通滤波。
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2.合成:所有的和信号将混合成最后的I和Q路信号。
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论文主体
3.NCO输出序列的相位差分析 数控振荡器(NCO)是一个能产生两路正交数字频率输出的器件,它 是数字下变频中不可缺少的一个环节。图8-1-1是一个NCO的原理 框图。
w时,输出最低频率
,也就是输出频率的调节精度。根
据奈奎斯特采样定理,输出最大频率为
。NCO输出正弦、
余弦波幅度的位数由LUT中的数据位数决定。
总结:离散信号的精确性与寄存器长度相关,寄存器长度越长,精确 度越高,硬件实现却越复杂。多路相位合成滤波器在DDC并行 处理过程中不会产生其他噪声,因此在并行处理过程中信噪比 的分析等同于传统的DDC结构。
NCO输出多路正余弦信号,各有不同的相位差,但在相位分离 后有相同的采样率。以正弦信号为例,等同于分析此式: d(n)=sin(2pif*nT)很容易发现多路信号间存在相位差。
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4.量化影响和误差分析
输出频率由输入系统时钟的频率和输入相位决定的。相位值的宽
度m决定了NCO的最小频率调节值。当输入的相位值为1时,宽度为
数字下变频:在超外差式接收机中,如果经过混频后得到的
中频信号比原始信号的频率低,那么此种混频 方式叫做下变频 (Down Converter or DC)。将射频信号通过一次或者几次的模拟 下变频转换到中频上,在中频对信号数字化, 然后再进行数字下变频。数字下变频 Digital Down Converter or DDC)是软件无线电 的核心技术之一。
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FIR滤波器: 滤波器构成的多级抽取滤波器组进行滤波和降
采样处理,完成对整个信道的整形滤波再将产生的正交基带信号I( n)、Q(n)送到 通用DSP处理器。进行信号识别等处理。一般 根据阻带衰减要求确定积分梳状滤波器(CIC)级联级数L,但是 级联积分梳状滤波器将引起有用信号通带的单调下降,通带的下降随 着级联级数L的增加而增加,为此CIC后面级联第二个低通抽取滤 波器,一般采用半带抽取滤波器(HBF)和普通FIR滤波器,F IR滤波器对CIC抽取滤波器有用信号通带的下降进行补偿且具有 较陡直的滚降特性。当通带误差容限要求较高时,为补偿CIC滤波 器的通带下降,FIR滤波器的阶数较高
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CIC滤波器:CIC抽取滤波器由积分滤波部分(int
egrator)和梳状滤波(comb) 两部分构成。一个N阶的CIC滤波器,积 分部分由N个理想的数字滤波器级联组成, 这些滤波器的采样率是fs。每一级都是反 馈系数相同的单极点滤波器。CIC滤波器 的梳状部分工作在低采样率上,采样率为 fs/R,R是采样率变换因子,为整数。这一 部分由N个差分延迟为M的梳状滤波器级联 而成,在滤波器设计中,差分延迟是一个控制 滤波器频率响应的设计参数 ,。
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