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AD6620工作原理及其在中频数字化直扩接收机中的应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了AD公司推出的数字信号处理器AD6620的工作原理,结合中频数字化直扩接收机的实现,分析了其工作参数设置,对AD6620的应用进行了深入的研究。
  
  关键词:AD6620中频数字化直扩数字接收机
  
  软件无线电的核心思想就是将宽带A/D尽可能地靠近射频天线以便将接收到的模拟信号尽可能早地数字化,尽量在统一的硬件平台上通过不同的软件来实现无线电台的各种功能。直接在射频端实现信号的数字化,现在的器件根本无法满足后续处理要求,特别是对于直接序列扩频数字接收机。目前一般采用中频数字化方案,后端的中频数字信号处理单元采用可重构性的器件完成信号的处理,系统保留了软件无线电接收机的通用、灵活、开放等优点。
  
  AD6620是美国AD公司最近推出的一种数字接收信号处理芯片,功能强大,特别适合于高速信号数字下变频的实现。
  
  1AD6620芯片
  
  AD6620主要有如下特征:16位线性比特补码输入(另加3bit指数输入);单信道实数输入模式最大输入数据速率高达67MSPS,双信道实数输入模式与单信道复数输入模式最大输入数据速率高达33.5MSPS;具有可编程抽取FIR滤波器与增益控制,抽取率在2~16384之间可编程;输出具有并行、串行两种输出模式,并行模式为16比特补码输出。
  
  AD6620的原理框图如图1所示。内部信号处理单元由四个串联单元组成,分别为:频率变换单元、二阶固定系数梳状滤波抽取滤波器(CIC2)单元、五阶固定系数梳状滤波抽取滤波器(CIC5)单元和一个系数可编程的RAM系数抽取滤波器(RCF)单元。
  
  1.1频率变换器
  
  频率变换器的作用是实现数字下变频(DDC),频率变换器由两个16bit乘法器和32bit的数控振频器(NCO)组成,数控振荡器产生的本振信号频率分辨率可达fSAMP/232,可产生(-fSAMP/2~+fSAMP/2)的本振信号。NCO利用数字频率合成器(DDS),由频率控制字寄存器、相位控制字寄存器、相位累加器和正弦查找表组成,可以灵活地控制本振信号的振荡频率和初始相位。
  
  为了提高NCO的杂散性能,AD6620提供了相位抖动与幅度抖动选项。
  
  1.2CIC2抽取滤波器
  
  CIC2滤波器是一个固定系数抽取滤波器,最高输入数据速率为67MHz。抽取率的取值范围为1~16的整数。当系统时钟fCLK是输入数据速率的两倍或更多倍时,可以通过设置屏蔽此工作模块,否则最小只能设置为2。
  
  1.3CIC5抽取滤波器
  
  CIC5是一个5阶固定参数抽取滤波器,它的滤波特性曲线比CIC2的更为陡峭。CIC5抽取滤波器的抽取率可以取1~32范围的任何整数值。当抽取率为1时,CIC5被屏蔽。
  
  1.4RAM的系数滤波器
  
  RAM系数滤波器是AD6620中最后一个信号处理功能模块,它是一个积和形式的、系数可编程的滤波器,简化框图如图2所示。
  
  数据存储器I-RAM、Q-RAM存储了256个有CIC5滤波器输出的最新复数位采样值,数据位宽度为20Bit。在同一个时钟周期,I路

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