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一種通用中頻數(shù)字化接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2009-07-15 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

時(shí)序控制和信號(hào)預(yù)處理芯片采用Altera公司的A-PEX系列的一款器件。該芯片包括典型的200 000個(gè)邏輯門(mén),片內(nèi)帶有邏輯存儲(chǔ)單元,具有106 496 b RAM。運(yùn)算速度和內(nèi)部資源能滿足時(shí)序控制和一般信號(hào)處理的要求。這個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序控制電路采用Verilog硬件描述語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)。
本系統(tǒng)采用AD6645實(shí)現(xiàn)模數(shù)變換,用ISL5416完成數(shù)字下變頻,用FPGA進(jìn)行時(shí)序控制,再配以外圍電路構(gòu)成中頻數(shù)字電路。用AD6645結(jié)合ISL5416是靈活設(shè)計(jì)中頻數(shù)字具有較高性價(jià)比的組合。
本設(shè)計(jì)的主要工作是ISL5416的參數(shù)選取,主要是數(shù)字下變頻器芯片ISL5416的NCO和數(shù)字濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)和設(shè)置。NCO的頻率設(shè)置范圍為-109~+109Hz,本設(shè)計(jì)NCO選用10 MHz。中頻信號(hào)經(jīng)Mixer混頻后,需經(jīng)抗混疊濾波,首先是CIC濾波器,其后是2級(jí)FIR濾波器。CIC一般采取5級(jí)級(jí)聯(lián),5級(jí)級(jí)聯(lián)可滿足雜波抑制的一般要求。其后第一級(jí)FIR濾波器主要是進(jìn)一步降低CIC后數(shù)據(jù)率,最大化FIR2的效能,F(xiàn)IR2提供最終的濾波效果。中間包括三次抽取。一般抽取器放在濾波器之后,這樣即可濾除高頻分量,又可確保輸出不混疊。圖2是濾波器通道流程圖。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/188825.htm

FIR濾波器可借用專(zhuān)門(mén)的濾波器設(shè)計(jì)軟件或Mat-lab軟件設(shè)計(jì)。抽取因子的選取根據(jù)不同采樣率或數(shù)據(jù)率進(jìn)行選取,總抽取因子為各因子相乘,三個(gè)抽取器抽取比的選取,一般考慮將大抽取比放在CIC處,因?yàn)镃IC只做位和加法運(yùn)算,不做乘法運(yùn)算,適合實(shí)時(shí)處理,靈活方便。經(jīng)過(guò)大抽取后降低了后面FIR濾波器設(shè)計(jì)的壓力。最后經(jīng)濾波,抽取后總效果應(yīng)做到心中有數(shù),用Matlab進(jìn)行仿真,以檢驗(yàn)各濾波器設(shè)計(jì)是否合理。
本設(shè)計(jì)濾波器考慮用5級(jí)CIC級(jí)聯(lián)后8級(jí)抽??;32階FIR濾波器后2級(jí)抽取;64階FIR濾波器后2級(jí)抽取。這樣的總抽取也實(shí)現(xiàn)了2.5 MSPS輸出數(shù)據(jù)率。對(duì)于FIR1濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù):經(jīng)8級(jí)CIC抽取后,其數(shù)據(jù)率為10 MHz。選定32階的FIR濾波器的參數(shù)是:采樣率10 MHz,通帶1 MHz,止帶2.5 MHz,通帶起伏0.01 dB,阻帶衰減80 dB,設(shè)計(jì)結(jié)果如圖3所示。

對(duì)于FIR2濾波器設(shè)計(jì)參數(shù):經(jīng)2級(jí)FIR1抽取后,其數(shù)據(jù)率為5 MHz。選定64階FIR濾波器的參數(shù)是:采樣率5 MHz,通帶1 MHz,止帶1.4 MHz,通帶起伏O.01 dB,阻帶衰減80 dB,設(shè)計(jì)結(jié)果如圖4所示。
ISL5416經(jīng)8級(jí)CIC濾波抽取,2級(jí)32階FIR濾波抽取,2級(jí)64階FIR濾波抽取后總效果用Matlab軟件仿真如圖5所示。圖中顯示了3個(gè)辛格函數(shù)(sinc)的旁瓣。從圖5可以看出,帶外抑制在90 dBFS以下能夠滿足實(shí)際要求。



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