四通道数字下变频器ASIC设计

数字下变频(DDC)是将中频信号数字下变频至零中频且使信号速率下降至适合通用DSP器件处理速率的技术,广泛应用于通信和雷达的数字化接收机中。本文介绍了自主设计的四通道多抽取率数字下变频器ASIC设计,此芯片输入四通道的串行AD采样数据,输出四路经过DDC处理的正交信号。仿真验证了芯片前端设计的正确性。     

HSP50214B在RCS测量雷达信号处理机中的应用

论述了数字下变频的原理和结构,分析了其频谱搬移过程,介绍数字下变频专用芯片HSP50214B的原理、内部结构及其配置,重点分析他的抽取滤波器的特性,最后给出其在RCS测量雷达信号处理机中的应用,并给出其现场测试实验波形。在高抽取率、低数据带宽的情况下,HSP50214B提供了非常灵活的解决方案。     

基于FPGA的窄带多通道数字脉压设计

在雷达窄带系统中,对多通道、多带宽中频接收信号的处理,通常在数字中频接收系统中基于FPGA芯片完成数字下变频和基带数据打包,再由信号处理系统基于DSP芯片进行数字脉压等。而FPGA具有处理速率快和并行运算能力强的特点,使得基于FPGA 的线性调频信号数字脉压比DSP具有更大优势。将基带信号数字脉压由信号处理系统提前到数字中频接收系统,在单片FPGA 内实现多通道、多带宽、多数据率窄带系统数字下变频、数字脉压和数据打包的一体化设计,能够有效减轻信号处理系统对基带信号的运算压力。     

数字下变频器的设计与FPGA实现

数字下变频技术在移动通信、数字广播、电视领域具有重要应用价值,然而专用的数字下变频芯片通常都是针对一定范围内的抽取率设计,因而在通用性强的同时也使得针对性较差,尤其是在较低抽取率情况下由于抽取滤波器的限制使性能恶化,往往需要额外的、较高阶的补偿滤波器才能获得满意效果.针对这一问题,提出一种数字下变频器的FPGA实现方案,该方案针对B3G移动通信系统中一个具体的数字下变频指标要求进行了量体裁衣的设计,实现了高速、高性能的数字下变频.     

宽带分数抽取数字下变频设计

在雷达宽带接收系统中,数字中频接收采样率的选择要受限于射频系统的整体设计架构,信号处理系统需要的基带信号数据率可能无法通过对采样信号进行整数抽取获得。针对宽带系统采样率高、数字下变频采用并行多相滤波算法结构、基带信号由多个并行支路组成的特点,以及FPGA处理速率的限制,宽带信号分数抽取运算通常只能采用并行多相方式实现。在宽带数字下变频并行多路基带信号的基础上,通过并行多相内插滤波和并行多相抽取滤波算法,不需要提高FPGA的处理时钟,实现对大带宽信号的分数抽取运算。     

CIC滤波器的原理及FPGA实现

在数字下变频(DDC)中,C IC(级联积分梳状)滤波器起着重要的作用。它主要用于采样速率的抽取,同时具有低通滤波的作用。C IC滤波器的主要特点是,仅利用加法器、减法器和寄存器(无需乘法器),因此占用资源少、实现简单且速度高。本文在分析C IC滤波器原理的基础上,用VHDL语言在FPGA上进行了仿真、综合,并成功的应用于DDC芯片的开发中。     

车载雷达信号接收机的数字下变频研究和实现

在车载雷达信号接收机中,由于雷达信号的中心频率远大于信号带宽,故需要通过数字下变频获取雷达的基带信号。因此,设计一种采用A/D采样芯片对雷达信号进行采样,并在FPGA中实现数字下变频的信号接收机,为满足设计要求还设计了一种基于多相滤波结构的数字下变频算法。运用Matlab对该算法进行研究和分析,并且在FPGA中进行了仿真实现,其结果表明,设计的数字下变频算法不仅能准确地得到基带信号,还可简化雷达信号接收机系统,对车载雷达信号接收机系统的进一步完善具有重要意义。     

高效实现DDC的多类滤波器级联技术

对软件无线电接收机中数字下变频理论进行深入分析,提出了一种基于多类滤波器级联技术的DDC实现方案。采用疏状滤波器、半带滤波器和整形FIR滤波器级联实现数字下变频的抽取滤波,有效减少了乘法器和加法器需求及滤波器阶数,高效实现了数字下变频,达到了系统的设计要求。最后将该技术与传统的FIR滤波方法进行对比,进一步说明其可行性和优越性。     

基于CORDIC算法的数字下变频

采用CORDIC算法设计实现数字下变频（DDC）。该设计方法克服了传统的数控振荡器（NCO）查找表（LUT）大的缺点,且该算法模块同时实现数控振荡器和混频器的功能,省去了2个硬件乘法器。这种方法能够有效地提高信号处理效率,减小硬件实现的代价,通过仿真证明了该方法的有效性和高效性。最终实现的下变频模块可以工作在200MHz的系统时钟之下,占用FPGA资源约9％。     

功能可配置的数字变频芯片的研制与测试

为满足数字相控阵雷达对收发通道关键元器件国产化的需求,基于国内工艺线研制了一款数字变频芯片。该芯片包含双通道的数字下变频(DDC)与数字上变频(DUC)电路,通过LVDS 接口与SPI接口实现与上位机的数据交换。该芯片的抽取率/ 插值率、数字本振频率、相位偏置、通道幅度补偿系数、滤波器系数等参数均可配置,能够适应不同工作场景。通过修改数字变频器中数控振荡器(NCO)的相位偏置,可以实现对收发信号的移相操作,使与本芯片配对使用的TR组件可以取消移相器。通过门控时钟等低功耗设计大大降低了该芯片的平均功耗,减轻了供电与散热压力。经过芯片测试,该芯片的DDC与DUC的通带纹波<0. 05 dB,阻带衰减>70 dBc,平均功耗<1. 2 W,其功能与性能满足系统应用,为相控阵雷达收发通道的小型化与国产化提供了新的解决方案。     

基于FPGA的数字下变频器的设计

采用软件无线电思想,设计和实现了基于FPGA的数字下变频器,应用于数字中频接收机中,主要完成信号的下变频、多速率抽取和滤波等功能。采用自上向下的模块化设计方法,将数字下变频的功能划分为不同的模块,通过VHDL语言和IP核设计各功能模块。通过ISE和Matlab工具对数字下变频器进行了仿真设计,在FPGA硬件平台上进行了测试验证,结果表明:数字下变频器稳定可靠、通用性强、灵活性高,满足数字中频接收机的设计要求。     

数字阵列雷达数字下变频器ASIC芯片设计

数字下变频器主要是实现数字中频／射频信号到基带信号的变换,广泛应用于通信和雷达的数字化接收机设计中,多通道可编程DDC由于在小型化以及通道一致性方面的优势,也成为新型全数字阵列雷达数字T／R组件设计中的一个关键技术。文中介绍了具有完全自主知识产权的四通道可编程数字下变频器ASIC芯片的前端设计,包括芯片系统结构设计、各子模块设计（NCO／CIC滤波器／HB滤波器／FIR滤波器）,给出了基于VerilogHDI。语言设计的综合与仿真结果,以及基于SMIC0．18μm库的综合结果。     

基于FPGA的宽带信号数字下变频设计与实现

为了实现机载雷达数据记录仪对宽带雷达回波信号的实时存储,提出了一种基于FPGA的宽带中频信号数字下变频结构。讨论了多相滤波正交化和分布式算法的基本原理,给出了宽带中频信号数字下变频的实现方案,重点对结构中正交化和抽取滤波两个模块进行了分析设计。Matlab仿真结果和FPGA仿真结果表明：该宽带中频信号数字下变频结构具有...     

Advances ,n Digital Front-End and Software RF Processing： Part I

One of the biggest technology trends in wirelessbroadband, radar, sonar, and broadcasting systems issoftware radio frequency processing and digitalfront-end. This trend encompasses a broad range oftopics, from circuit design and signal processing to systemintegration. It includes digital up-conversion (DUC) and     

FPGA应用中CIC抽取滤波器增益校正的实现

在中频数字化信号处理中,FPGA应用越来越广泛,DDC的FPGA模块化非常必要,CIC滤波器由于其结构只用到加法器和延迟器,很适合用FPGA来实现,通常工作在DDC系统中运算量大的第一级。本文分析了CIC滤波器的抽取原理、性能、影响参数及增益产生原因,针对实际应用中5级CIC滤波器在不同抽取率下对信号进行抽取时,所产生的增益问题,给出了校正方法,并在Modelsim仿真中得到了验证。     

OFDM雷达信号联合优化设计与处理方法

本文针对机载雷达探通一体化信号设计与处理的难匹配问题,提出正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）雷达信号联合优化设计与处理方法。首先,基于机载探通一体化系统发射和接收信号链路建立线性接收模型,接着基于最小二乘估计理论提出雷达脉压算法和通信解调算法;然后,分别推导雷达脉压和通信解调后的输出信噪比（Signal to Noise Ratio, SNR）,以雷达和通信输出SNR加权最大化为目标建立优化问题模型。由于该优化问题是一个NP难问题,本文提出降次-交替方向乘子法获取近似解。最后,通过仿真验证本文所提方法可以通过参数动态调整,适应探通一体的需求,并保持探测和通信性能。      

Walsh变换在数字下变频中的应用研究

讨论了软件无线电接收机中数字下变频处理的高效算法和结构,其目的是在DSP中用软件完成数字下变频处理,这样可省去专用数字下变频器硬件集成电路,并增强中频处理的灵活性、适应性。针对软件数字下变频中滤波-抽取的运算量的考虑,文中提出了用W alsh变换替代传统的用FIR滤波器抗混叠滤波的方案,实验结果表明该方案可有效节约数字信号处理器的时间和空间。     

一种宽带信号数字下变频的实现方法

在宽带、超宽带应用中,单一信号带宽达几百兆赫兹;或者在不同中频同时调制多个信号产生的宽带信号也达数百兆赫兹,用常规的数字下变频方法很难实现。文章提出了一种基于DFT滤波器组的高效数字下变频结构,分析了该解调算法的特点和实现性能。对已知信号带宽和中频的宽带信号,对比了DFT滤波器组和多相分解算法的性能。对信号带宽和中频均在变化的信号,给出了实现思路。最后,给出了该DFT滤波器组的硬件实现方案。