姓名：16020140096劉珣玥
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【嵌牛導(dǎo)讀】：為實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)速率雹姊，數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字中頻處理——DDC (數(shù)字下變頻器)和DUC(數(shù)字上變頻器)是其中主要的功能模塊颂郎。
【嵌牛鼻子】：本文要講述的是“IF和RF轉(zhuǎn)換器中的集成DDC和DUC通道在實際應(yīng)用中如何工作的”。
【嵌牛提問】：DDC和DUC——它們是何物容为，為何需要它們乓序，以及它們在信號鏈中如何工作寺酪。
【嵌牛正文】：
在現(xiàn)代數(shù)字移動通信系統(tǒng)中，發(fā)射和接收路徑(包括下面描述中的反饋接收路徑)可根據(jù)信號特性分為三個主要電路級：射頻級替劈、模擬中頻級和數(shù)字中頻級寄雀。
圖1是典型發(fā)射機和接收機的框圖。
從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器到混頻器的處理模塊包括轉(zhuǎn)換器(ADC或DAC)龄捡、模擬濾波器和中頻放大器卓嫂，我們可以把該級稱為模擬中頻級。
轉(zhuǎn)換器之后(事實上是在轉(zhuǎn)換器的量化器部分之后)聘殖，信號變?yōu)閿?shù)字信號晨雳；它與隨后的FPGA或ASIC一起，我們稱之為數(shù)字中頻級奸腺。對于此級中的各數(shù)字信號處理模塊餐禁，在Tx路徑中通常稱之為DUC(數(shù)字上變頻器)，在Rx路徑中通常稱之為DDC (數(shù)字下變頻器)突照。
直接射頻架構(gòu)是例外帮非，其中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器直接對射頻信號采樣，因而沒有模擬中頻級讹蘑，信號鏈僅由射頻級和數(shù)字中頻級構(gòu)成喜鼓。
典型DDC模塊包括載波選擇、下變頻器衔肢、濾波器和抽取器庄岖。這些功能模塊按順序工作，或者可分別予以旁路角骤，最終根據(jù)后續(xù)FPGA或ASIC(其采樣速率較低)的要求隅忿，產(chǎn)生一個位于DC的復(fù)信號或一個實信號。
典型DUC模塊包括插值邦尊、濾波器背桐、上變頻器和載波合并器。根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計蝉揍，DUC產(chǎn)生一個位于DC的復(fù)信號或中頻信號链峭，或者直接產(chǎn)生射頻信號。DUC的處理幾乎與DDC的處理相反又沾。
常常將多個DDC和DUC級級聯(lián)以提供靈活性弊仪。獨立的DDC和DUC需要并行處理多個載波熙卡，合并之后輸出發(fā)射信號或在接收信號中將其分離。
DDC
Rx鏈路需要較高采樣速率以避免信號混疊励饵，簡化模擬濾波器設(shè)計驳癌，提供更寬的信號頻帶。但另一方面役听，為了節(jié)省功耗颓鲜、成本以及FPGA/ASIC中的高速邏輯，最好降低接口上的數(shù)據(jù)速率典予。轉(zhuǎn)換器的集成DDC將解決上述要求甜滨。
圖2是典型DDC的框圖。
NCO和混頻器
為了從干擾(阻塞信號和其他載波)中選擇所需的載波瘤袖，NCO的輸出頻率與輸入中頻信號混頻以將所需載波頻移到DC衣摩。這樣可以降低后續(xù)濾波和抽取級的復(fù)雜度。
濾波和抽取
在NCO和混頻級之后孽椰，使用一個低通濾波器來選取所需的濾波并抑制其他不需要的信號。濾波器之后凛篙，使用一個2倍抽取器來降低數(shù)據(jù)速率黍匾。為了節(jié)省資源并向客戶提供靈活性，半帶FIR濾波器加2倍抽取器被合并在一個模塊中呛梆；重復(fù)使用該模塊以級聯(lián)三到四級锐涯。系統(tǒng)設(shè)計者可根據(jù)應(yīng)用需要選擇使用其中的一部分或全部。轉(zhuǎn)換器也可能提供2倍之外的其它抽取率以提供更大的靈活性填物，尤其是在RF ADC中纹腌。
DUC
Tx鏈具有與Rx鏈相同的要求：需要高采樣速率以簡化濾波器設(shè)計，使信號頻率位于高中頻或直接變?yōu)樯漕l滞磺，以及遠遠地推開鏡像升薯，但接口希望使用較低的數(shù)據(jù)速率。轉(zhuǎn)換器的集成DUC將解決這些要求击困。
圖3是典型DUC的框圖涎劈。
插值和濾波
最簡單的數(shù)字插值算法稱為"零填充"，即在每兩個樣本之間插入0阅茶。采樣速率加倍蛛枚，但在得到的頻譜中也會產(chǎn)生頻率為Fs – Fif的鏡像。因此脸哀，在插值器之后需要使用一個濾波器級蹦浦，以便消除鏡像或原始載波(依據(jù)應(yīng)用而定)。如果消除的是原始載波撞蜂，結(jié)果將是插值和Fs/2的粗調(diào)盲镶。
像在DDC中一樣侥袜，2倍插值和濾波器被合并為一個模塊。然后重復(fù)此功能模塊并級聯(lián)三到四級徒河，以提高靈活性系馆。也可使用2倍之外的其他插值系數(shù)以提供更大的靈活性，尤其是在RF DAC中顽照。
NCO和混頻器
DUC中的NCO和混頻器級與DDC中的相同模塊非常相似由蘑，但功能相反，即根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的要求代兵，將載波頻移到所需的中頻或射頻頻率尼酿。在零中頻架構(gòu)中，可旁路此模塊以使載波保持在DC植影。
增益裳擎、相位、I/Q偏移和反Sinc增益思币、相位調(diào)整鹿响、I/Q偏移和反sinc模塊是許多IF/RF DAC的附件。
增益谷饿、相位調(diào)整和I/Q偏移常常一起使用以獨立調(diào)諧輸出信號I/Q通道惶我，補償不同類型的I/Q失配(DAC、模擬濾波器和調(diào)制器引起)博投，最終從模擬調(diào)制器后輸出一個低本振泄漏和低鏡像的理想復(fù)信號绸贡。
反sinc濾波器補償DAC引起的sinc滾降，這種滾降會影響平坦度和信號幅度毅哗，尤其是在采用高中頻或直接射頻架構(gòu)的寬帶應(yīng)用中听怕。
以上簡要說明了當(dāng)前IF/RF轉(zhuǎn)換器中集成的典型DDC和DUC——它們是何物，為何需要它們虑绵，以及它們在信號鏈中如何工作尿瞭。了解這些內(nèi)容并正確使用它們，將能減少資源占用并減輕FBGA/ASIC中的編碼工作翅睛，以及節(jié)省系統(tǒng)的功耗和成本哦筷厘，如此實用的知識快快get起來~
