數(shù)字上變頻器的應(yīng)用設(shè)計(jì)

陳巧云

摘要：本文主要對(duì)數(shù)字上變頻器工作原理以及實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮的作用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，著重對(duì)其具有的獨(dú)特內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)插濾波器所擁有的特點(diǎn)進(jìn)行闡述，再舉Analog Device公司生產(chǎn)的數(shù)字正交上變頻器AD9856作為典型的例子，對(duì)其功能以及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

關(guān)鍵詞：軟件無線電 數(shù)字上變頻（DUC） 內(nèi)插微波器

1 數(shù)字上變頻器原理分析

數(shù)字上變頻器在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中比較簡(jiǎn)單易行，主要是運(yùn)用了以下的原理完成工作：首先，基帶信號(hào)要經(jīng)過量化的一個(gè)環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)之后，再通過內(nèi)插濾波器把原來較低的數(shù)據(jù)采樣率提升起來，然后再利用低通濾波器把內(nèi)插環(huán)節(jié)里面產(chǎn)生出來的帶有不利影響的噪音全部清除干凈，最終將得到的信號(hào)和正交載波信號(hào)兩者放在一起混頻，這樣一來，全部數(shù)字混頻需要完成的工序就全部就緒，只要再通過DAC把上面得到的信號(hào)放到中頻輸出中直接進(jìn)行輸出就可以了。

數(shù)字上變頻器是由兩個(gè)主要部分組成的，第一個(gè)部分就是內(nèi)插濾波器，另外一個(gè)部分則是正交數(shù)字混頻器。內(nèi)插濾波器主要的功能是把全新的取樣值進(jìn)行重新放置，放置的位置則是最初的取樣值附近，加入的新取樣值一定要是零值，這樣以來，輸出以后的信號(hào)原先具有的取樣率就會(huì)照比從前大大提高，還可以對(duì)時(shí)域里面的數(shù)據(jù)加入零值，這樣在這個(gè)頻域當(dāng)中，信號(hào)可以產(chǎn)生與原始信號(hào)頻譜相一致的鏡像內(nèi)插結(jié)果如圖1所示。正交數(shù)字需要進(jìn)行的混頻工作完成之后，還要對(duì)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，其中的內(nèi)插信號(hào)要和載波的I/Q路信號(hào)放在一起完成混頻，以往I/Q兩路信號(hào)在進(jìn)行處理的時(shí)候，常常會(huì)出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，經(jīng)過上面的環(huán)節(jié)進(jìn)行處理之后，上頻所需要的工作就更容易完成，也會(huì)呈現(xiàn)出很好的效果。

2 數(shù)字上變頻器AD9856的主要功能與組成

如今市面上生產(chǎn)數(shù)字上變頻器的廠家不是很多，其中比較知名的有intersil公司的HSP50215.AD公司的上變頻器AD9856與AD9857。其中HSP50215于結(jié)構(gòu)層面上所顯現(xiàn)出來的DAC，是其他同類儀器所不具有的，但是輸出采樣數(shù)值卻沒有因此降低，依然有著很高的數(shù)值，頂峰值可以達(dá)到3.25MSPS；AD9856則是集合了12位DAC等一系列的數(shù)據(jù)輸入的優(yōu)點(diǎn)。筆者以AD9856設(shè)計(jì)的原理和實(shí)際應(yīng)用為例，在下面進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

3 數(shù)字正交上變頻器AD9856的應(yīng)用設(shè)計(jì)

借助AD9856和應(yīng)用較廣的DSP兩者進(jìn)行結(jié)合，就可以構(gòu)建成無線電測(cè)控設(shè)備中的里面的軟件無線電系統(tǒng)。通過改變DSP軟件和AD9856的配置，就可以令系統(tǒng)完成諸多的工作。DSP可以借助SPI串行總線來對(duì)AD9856內(nèi)部的寄存器完成有效的讀寫，還可以對(duì)AD9856的工作方式進(jìn)行設(shè)置，CIC濾波器的內(nèi)插率、逆CIC濾波是否被旁路等問題都可以通過這一技術(shù)手段得到有效的解決，同時(shí)也可設(shè)置可編程放大器AD8320/AD8321的增益。DSP只需要對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行Hilbert變換，得到正交的I/Q路信號(hào)，并將需要上變頻的I/Q路信號(hào)進(jìn)行處理后按順序排列，送入AD9856的數(shù)據(jù)輸入端口，由AD9856完成上變。

4 結(jié)語

利用數(shù)字上變頻器來對(duì)軟件無線電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)改良之后，不僅可以使載頻發(fā)生改變，更加能使原本單一的工作方式變得多變，同時(shí)也令繁雜的發(fā)射機(jī)設(shè)備變得簡(jiǎn)化，設(shè)備具有了更高的可靠性，數(shù)字上變頻器具有的優(yōu)越性完全地發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷洪濤，張桂花.寬帶數(shù)字上變頻器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].大眾科技，2011（04）.

[2]湯滟.數(shù)字下變頻的抽取濾波器級(jí)聯(lián)技術(shù)研究[J].電腦與電信，2010（06）.

[3]巨蘭.數(shù)字上變頻器的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].無線電工程，2002（08）.