基于AD6620的數(shù)字下變頻(DDC)的頻率變換器
O 引言
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/180242.htmAD6620是一個寬帶中頻到基帶的解調(diào)器。它的內(nèi)部信號處理單元由四個串聯(lián)單元組成。分別為頻率變換單元、二階固定系數(shù)梳狀濾波抽取濾波器(CIC2)單元、五階固定系數(shù)梳狀濾波抽取濾波器(CIC5)單元和一個系數(shù)可編程的RAM系數(shù)抽取濾波器(RCF)單元。通過串行微處理器接口可以完成對芯片的編程和控制。
AD6620具有16位線性比特補(bǔ)碼輸入(另加3bit指數(shù)輸入),其單信道實(shí)數(shù)輸入模式的最大輸入數(shù)據(jù)速率可高達(dá)67 Msps,雙信道實(shí)數(shù)輸入模式與單信道復(fù)數(shù)輸入模式的最大輸入數(shù)據(jù)速率高達(dá)33.5 Msps。同時,AD6620還具有可編程抽取FIR濾波器與增益控制功能,抽取率在2~163 84之間可編程;輸出具有并行、串行兩種輸出模式,并行模式為16比特補(bǔ)碼輸出。
實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻(DDC)的頻率變換器通常由兩個16 bit乘法器和32 bit的數(shù)控振頻器(NCO)組成。數(shù)控振蕩器產(chǎn)生的本振信號頻率的分辨率可達(dá)
,并可產(chǎn)生
的本振信號。NCO利用數(shù)字頻率合成器(DDS),并由頻率控制字寄存器、相位控制字寄存器、相位累加器和正弦查找表組成,可以靈活地控制本振信號的振蕩頻率和初始相位。這一級單元可完成對輸入信號從射頻(IF)到基帶的頻率搬移。
為了提高NCO的雜散性能,AD6620提供有相位抖動與幅度抖動選項(xiàng)。另外,NCO的設(shè)置包括設(shè)置NCO頻率、NCO相位補(bǔ)償和NCO的特性以及相應(yīng)寄存器的配置。NCO的頻率可由下式計(jì)算:
將計(jì)算出的NCOFREQ轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制后可寫入NCO頻率編程寄存器的0x303。NCO相位補(bǔ)償由16位NCO相位補(bǔ)償寄存器0x304來配置。0x0000表示沒有相位補(bǔ)償:0xFFFF表示補(bǔ)償為2p。相位補(bǔ)償寄存器允許多路NCO的同步來產(chǎn)生固定和已知相位偏移的輸出,一般取Ox0000。NCO的特性可根據(jù)NCO控制寄存器0x302的各個位的定義來設(shè)置。
2 CIC2抽取濾波器
CIC2濾波器是一個固定系數(shù)抽取濾波器,其最高輸入數(shù)據(jù)速率為67 MHz。抽取率的取值范圍為2~16的整數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)時鐘fCLK是輸入數(shù)據(jù)速率的兩倍或更多倍時,可以通過設(shè)置來屏蔽此工作模塊,否則,最小只能設(shè)置為2。
CIC2濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)為:
其中,SCIC2為幅度比例因子,可用來衰減CIC2濾波器的增益,MCIC2是抽取率。
CIC2濾波器的設(shè)置包括抽取率(MrCIC2 12bit),插補(bǔ)率(LrCIC2 8 bit)及比例因子(SrCIC25 bit)的設(shè)置。
設(shè)置時可首先確定通帶占用的采樣率百分比
根據(jù)采樣頻率為100’0.5625 MHz/25 MHz=2.25的值,可查表得到MrCIC2 12 bit/LrCIC2 9 bit的值。在實(shí)際應(yīng)用中,查到的值一般要大于等于BWfraction,在這里,BWfraction取2.25,查表得到MrCIC2 12 bit/LrCIC2 9 bit最大能取6,故取MrCIC2 12 bit/LrCIC2 9 bit為5。再取LrCIC2 9 bit為1.則MrCIC2 12 bit為5,rCIC2濾波器的輸出頻率frCIC2等于25 MHz/5,即12.5 MHz。這樣,即可將LrCIC2 9 bit 21寫入寄存器0x91,MrCIC2 12bit 21寫入寄存器0x90。
通常幅度比例因子可由式(5)和(6)給出:
因?yàn)镸rCIC2 12bit取5,LrCIC2 9 bit取1,所以,由上式可以計(jì)算出SrCIC2為5,這樣,便可將SrCIC2的值寫入寄存器。
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