數(shù)字下變頻器HSP50214B在中頻數(shù)字接收機(jī)中的應(yīng)用

1 引言

軟件無線電技術(shù)在偵察接收機(jī)中的應(yīng)用越來越廣泛，新型雷達(dá)和通信偵察裝備的數(shù)字接收機(jī)大多由軟件無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)。軟件無線電的目標(biāo)是將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于接近天線的器件上，從而在其輸出端直接數(shù)字化射頻信號(hào)，提高系統(tǒng)的靈活性。超高速A／D采樣器件為實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化的無線電技術(shù)提供了可能，但同時(shí)對DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)的處理速度提出過高的要求。因此，將射頻信號(hào)變頻到中頻再進(jìn)行采樣，數(shù)字信號(hào)經(jīng)專用數(shù)字下變頻器DDC(Digital Down Converter)完成信號(hào)下變頻和抽樣處理后再送給DSP處理，則可大大減輕DSP的信號(hào)處理負(fù)擔(dān)。這里介紹專用數(shù)字下變頻器HSP50214B在中頻數(shù)字接收機(jī)中的應(yīng)用。

2 數(shù)字下變頻器HSP50214B的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

HSP50214B是Intersil公司生產(chǎn)的可編程數(shù)字下變頻器件。該器件可將數(shù)字信號(hào)的載波頻率進(jìn)一步降低，甚至降到基帶(即載波頻率為0 Hz)；還可抽取輸入的數(shù)字信號(hào)，在允許限度內(nèi)可降低數(shù)據(jù)量，使信號(hào)能夠被DSP實(shí)時(shí)有效的處理，功能強(qiáng)大。其輸出信號(hào)直接送至DSP進(jìn)行后續(xù)處理，包括解調(diào)、解碼和協(xié)議控制等。圖1為HSP50214B數(shù)字下變頻器的結(jié)構(gòu)框圖。HSP50214B數(shù)字下變頻器的主要功能單元：

(1)輸入單元其電平檢測單元選取一定長度的數(shù)據(jù)，比較并累積該段數(shù)據(jù)的絕對值與預(yù)設(shè)門限電平的誤差，該誤差累積量可由外部接口讀出，進(jìn)行外部自動(dòng)增益控制。

(2)載波NCO單元該單元輸出具有一定頻率和初始相位的正、余弦兩路信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對輸入信號(hào)的正交混頻。產(chǎn)生I／O通道數(shù)據(jù)。

(3)濾波抽取單元級(jí)聯(lián)積分梳狀(CIC)濾波抽取組、半帶(HB)濾波抽取組、255階FIR濾波器組成抽�。�低通濾波器，實(shí)現(xiàn)低通濾波和數(shù)據(jù)抽�。恢夭蓸佣嘞酁V波器進(jìn)行分?jǐn)?shù)倍采樣的轉(zhuǎn)換，使整個(gè)抽取系統(tǒng)的輸出速率能滿足特殊場合的要求。

(4)增益控制單元AGC為內(nèi)部增益控制，檢測DDC幅度輸出和預(yù)設(shè)門限之間的誤差，從而調(diào)整FIR濾波器的輸出增益，以提高小信號(hào)的增益并減少多級(jí)抽取造成的幅度衰減。

(5)坐標(biāo)變換單元直坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字鑒頻器共同完成對各類幅度、頻率和相位調(diào)制信號(hào)的解調(diào)。

(6)輸出單元有直接串行輸出、直接并行輸出和先入先出(FIFO)3種輸出方式，可提供同相分量、正交分量、瞬時(shí)幅度、瞬時(shí)相位和瞬時(shí)頻率等5種輸出數(shù)據(jù)類型，可根據(jù)調(diào)制方式和DSP的接口方式選擇合適的輸出方式。

(7)控制接口單元通過接口數(shù)據(jù)總線C[7：0]、地址總線A[2：0]和讀，寫信號(hào)WR／RD實(shí)現(xiàn)控制字及相應(yīng)參數(shù)的寫入和內(nèi)部寄存器內(nèi)容及狀態(tài)信息的讀出。

3 HSP50214B電路設(shè)計(jì)及接口配置

在偵察接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)數(shù)字中頻濾波，數(shù)字下變頻器是關(guān)鍵部分，嵌入式處理器可配置中頻數(shù)字接收機(jī)中的數(shù)字下變頻器并接收數(shù)據(jù)。接收機(jī)系統(tǒng)首先預(yù)處理中頻信號(hào)，然后經(jīng)A/D采樣器進(jìn)行中頻帶通采樣，采樣信號(hào)通過HSP50214B實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻，將中頻信號(hào)搬移到基帶，最后送給DSP處理器進(jìn)行解調(diào)、解擴(kuò)。圖2為數(shù)字下變頻器HSP50214B的主要接口電路。