下變頻器件AD6620的原理及設計配置

O 引言
AD6620是一個寬帶中頻到基帶的解調器。它的內部信號處理單元由四個串聯單元組成。分別為頻率變換單元、二階固定系數梳狀濾波抽取濾波器(CIC2)單元、五階固定系數梳狀濾波抽取濾波器(CIC5)單元和一個系數可編程的RAM系數抽取濾波器(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位線性比特補碼輸入(另加3bit指數輸入)，其單信道實數輸入模式的最大輸入數據速率可高達67 Msps，雙信道實數輸入模式與單信道復數輸入模式的最大輸入數據速率高達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比特補碼輸出。

1 頻率變換器的原理及配置
實現數字下變頻(DDC)的頻率變換器通常由兩個16 bit乘法器和32 bit的數控振頻器(NCO)組成。數控振蕩器產生的本振信號頻率的分辨率可達，并可產生的本振信號。NCO利用數字頻率合成器(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。另外，NCO的設置包括設置NCO頻率、NCO相位補償和NCO的特性以及相應寄存器的配置。NCO的頻率可由下式計算：

將計算出的NCOFREQ轉換成二進制后可寫入NCO頻率編程寄存器的0x303。NCO相位補償由16位NCO相位補償寄存器0x304來配置。0x0000表示沒有相位補償：0xFFFF表示補償為2p。相位補償寄存器允許多路NCO的同步來產生固定和已知相位偏移的輸出，一般取Ox0000。NCO的特性可根據NCO控制寄存器0x302的各個位的定義來設置。

2 CIC2抽取濾波器
CIC2濾波器是一個固定系數抽取濾波器，其最高輸入數據速率為67 MHz。抽取率的取值范圍為2～16的整數。當系統時鐘fCLK是輸入數據速率的兩倍或更多倍時，可以通過設置來屏蔽此工作模塊，否則，最小只能設置為2。
CIC2濾波器的頻率響應函數為：

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濾波器的設置包括抽取率(MrCIC2 12bit)，插補率(LrCIC2 8 bit)及比例因子(SrCIC25 bit)的設置。
設置時可首先確定通帶占用的采樣率百分比

根據采樣頻率為100’0．5625 MHz／25 MHz=2．25的值，可查表得到MrCIC2 12 bit／LrCIC2 9 bit的值。在實際應用中，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：

因為MrCIC2 12bit取5，LrCIC2 9 bit取1，所以，由上式可以計算出SrCIC2為5，這樣，便可將SrCIC2的值寫入寄存器。