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1、数字下变频(DDC),汇报人：吴阳 学号：2011202120081,LOGO,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。,报告内容,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
2、)数字下变频技术； (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。,原理和结构,原理：数字下变频器(DDC)是接收机AD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F
3、PGA中进行处理,DDC总体结构：NCO数字控制振荡器 :是软件无线电、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。,CIC滤波器：抽取滤波器由积分滤波部分（ ）和梳状滤波（） 两部分构成。一个阶的滤波器，积 分部分由个理想的数字滤波器级联组成， 这些滤波器的采样率是。每一级都是反 馈系
4、数相同的单极点滤波器。滤波器 的梳状部分工作在低采样率上，采样率为 /,R是采样率变换因子，为整数。这一 部分由个差分延迟为的梳状滤波器级联 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，。,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（）、（n）送到 通用处理器。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（）级联级数，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的增加而增加，为此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（）和普通滤波器，滤波器对
5、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，为补偿滤波器的通带下降，滤波器的阶数较高,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。,论文主体,2.合成：所有的和信号将混合成最后的I和Q路信号。,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。 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
6、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),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
7、位输入数据phasem.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。 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。,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。,所做工作,基于matlab的数字下变频设计步骤：步骤一：确定数字频率合成器输出频率步骤二：确定总抽取率D步骤三：确定各级滤波器设计参数CIC滤波器（所谓的积分梳妆滤波器）：抽取率、级数；补偿滤波器和FIR滤波器：抽取率、阶数及系数。,谢谢！,
