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一种通用中频数字化接收机的实现

作者:时间:2009-07-15来源:网络收藏

摘要:为满足雷达通用性设计要求,给出基于可编程的四通道数字下变频器ISL5416结合高速A/D器件AD6645实现通用中频数字的设计方案。利用AD6645实现直接中频采样,在ISL5416中完成频谱搬移,数字滤波和抽取,实现数字下变频到基带;用FPGA实时控制,给ISL5416配置参数和系统时序控制。详细讨论了数字滤波器的设计和仿真。测试结果显示,系统动态范围大,镜像抑制比高,这是模拟中频不具有的。整个系统集成度高,可靠性好,使用灵活,已在多个雷达产品中运用。
关键词:中频数字接收机;直接中频采样;数字下变频;数字滤波器

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/188825.htm


0 引 言
数字化接收机是软件无线电的重要内容,软件无线电的主要思想是将数字化推向前端,即将模数/数模转换器(ADC/DAC)尽量设在射频端,它是理想的软件无线电实现方法,也是数字化接收机的发展方向。早期的数字化接收机受模数转换器件(ADC)水平的制约,采用正交双通道零中频方案,即通过变频将射频变换到零中频(基带),正交解调得到模拟的正交信号,再进行数字化。由于该方案的主体变换都在模拟部分实现,数字化工作较少,不是真正意义上的数字化接收机。实现起来设备量较大,而且该方案中的正交混频器是模拟器件,得到的正交I,Q信号很难保证幅相正交精度。目前理论和实现上较成熟的数字化接收机方案是接收机,即将射频信号经低噪声放大,经一次或二次下变频后,在中频(或高中频)直接采样,在数字下变频到基带得到正交的I,Q信号。目前,接收机已在通讯、雷达上普遍使用。为适应灵活多样的模式,建立一个通用的中频数字化处理平台是十分必要的,现在有较高性价比的专用DSP芯片也为中频数字化接收机的实现提供了有力的硬件支持。ISL5416以其强大的可编程能力,使得中频数字化接收机的设计变得更为灵活和方便。本文即是采用专用DDC芯片ISL5416实现雷达中频数字化接收机的一例。该设计非常方便地在信号中频实现了数字化,而且可通过配置不同参数,实现不同模式、不同频率的接收和解调。


1 设计原理
中频数字化接收机主要由模数转换器(ADC)、数字下变频器(DDC)组成,如图1所示。其中,A/D主要完成对模拟中频信号进行采样,得到数字化的中频信号,DDC将感兴趣的信号转换至基带,同时做抽样率变换及滤波处理,得到正交的I,Q信号送后续的数字信号处理器(DSP)进行基带信号处理。DDC是整个中频数字化接收机的核心,DDC由数控振荡器(NCO)、混频器、低通滤波器和抽取器组成。


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