数字中频与FPGA 数字中频 所谓中频,顾名思义,是指一种中间频率的信号形式。中频是相对于基带信号和射频信号来讲的,中频可以有一级或多级,它是基带和射频之间过渡的桥梁。 如图1所示,中频部分用数字方式来实现就称之为数字中频。数字中频技术通常包括上下变频(DUC/DDC)、波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD)。 DUC/DDC DUC实现了从“复”基带(Baseband)信号到“实”带通(Passband)信号的转换。输入的复基带信号采样率相对较低,通常是数字调制的符号率。基带信号经过滤波,然后被转换成一个更高的采样率,从而调制到 NCO的中频载波频率。 DUC通常需要完成频谱整型(Pulse shaping),然后调制到中频载波,以便于经由 DAC驱动后面的模拟转换器。 在图2中,通道滤波器(Channel Filter)完成基带信号的频谱整型,通常由 FIR实现。插值(Interpolation)部分完成信号采样率变换和滤波功能,可以采用CIC或者 FIR实现。对于一个窄带信号,如果需要高倍采样率变换,那么 CIC将是非常合适的,无论是在实现性能或是资源节省方面,CIC都将优 于FIR。 NCO是一个数控振荡器,也叫 DDS,可以用来产生一对相互正交的正弦和余弦载波信号,与插值(增加采样率)以后的基带信号混频,完成频谱上搬。 与DUC相反,DDC基本上完成了以下几个工作: 1. 频谱下搬:将ADC送来的数字信号有用频谱,从中频搬移到基带 2. 采样率降低:将频谱搬移后的数据从ADC的高速采样率降低到一个合适的采样速率水平,通过抽取(Decimation)实现。 3. 通道滤波:在将I/Q信号送入基带处理以前,需要再对其进行滤波 实际上,数字上下变频技术应用非常广泛,其在无线通信、有线电视网络(Cable Modem)、数字电视广播(DVB)、医学成像设备(超声),以及军事领域当中,都是不可或缺的功能。 CFR 目前许多无线通信系统,如 WCDMA、WiMAX,其中频信号通常由多个独立的基带信号相加而成。合成的中频信号有较大的峰均比(Peak-to-Average Ratio),并符合高斯分布。而通常功放(PA)的线性区是有限的,较大 PAR的中频信号对应的PA的工作范围将被缩小,从而引起 PA效率的降低。因此在PA之前减小中频信号的PAR是非常重要的。波峰因子衰减(CFR)正是用来完成这一功能的,它将有利于保证 PA输出的线性度,降低带外辐射,提高PA效率。 目前,中频采用的CFR算法有:波峰箝位(Clip),波峰修整(Peak Windowing)和波峰消减(Peak Cancellation)。...