基于AD6620的數(shù)字下變頻(DDC)的頻率變換器

　　O 引言

　　AD6620是一個(gè)寬帶中頻到基帶的解調(diào)器。它的內(nèi)部信號(hào)處理單元由四個(gè)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(gè)系數(shù)可編程的RAM系數(shù)抽取濾波器(RCF)單元。通過(guò)串行微處理器接口可以完成對(duì)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(shí)，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。

　　1 頻率變換器的原理及配置

　　實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻(DDC)的頻率變換器通常由兩個(gè)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(hào)頻率的分辨率可達(dá)

，并可產(chǎn)生

的本振信號(hào)。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(hào)的振蕩頻率和初始相位。這一級(jí)單元可完成對(duì)輸入信號(hào)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(dòng)與幅度抖動(dòng)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(lái)配置。0x0000表示沒(méi)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(lái)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(gè)位的定義來(lái)設(shè)置。

　　2 CIC2抽取濾波器

　　CIC2濾波器是一個(gè)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(shí)鐘fCLK是輸入數(shù)據(jù)速率的兩倍或更多倍時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置來(lái)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(lái)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(shí)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。