數字上變頻器的應用設計

陳巧云

摘要：本文主要對數字上變頻器工作原理以及實際應用中發揮的作用進行簡要分析，著重對其具有的獨特內部結構和內插濾波器所擁有的特點進行闡述，再舉Analog Device公司生產的數字正交上變頻器AD9856作為典型的例子，對其功能以及設計方法進行簡要的介紹。

關鍵詞：軟件無線電 數字上變頻（DUC） 內插微波器

1 數字上變頻器原理分析

數字上變頻器在實際應用當中比較簡單易行，主要是運用了以下的原理完成工作：首先，基帶信號要經過量化的一個環節，在此環節之后，再通過內插濾波器把原來較低的數據采樣率提升起來，然后再利用低通濾波器把內插環節里面產生出來的帶有不利影響的噪音全部清除干凈，最終將得到的信號和正交載波信號兩者放在一起混頻，這樣一來，全部數字混頻需要完成的工序就全部就緒，只要再通過DAC把上面得到的信號放到中頻輸出中直接進行輸出就可以了。

數字上變頻器是由兩個主要部分組成的，第一個部分就是內插濾波器，另外一個部分則是正交數字混頻器。內插濾波器主要的功能是把全新的取樣值進行重新放置，放置的位置則是最初的取樣值附近，加入的新取樣值一定要是零值，這樣以來，輸出以后的信號原先具有的取樣率就會照比從前大大提高，還可以對時域里面的數據加入零值，這樣在這個頻域當中，信號可以產生與原始信號頻譜相一致的鏡像內插結果如圖1所示。正交數字需要進行的混頻工作完成之后，還要對信號進行進一步的處理，其中的內插信號要和載波的I/Q路信號放在一起完成混頻，以往I/Q兩路信號在進行處理的時候，常常會出現不平衡的現象，經過上面的環節進行處理之后，上頻所需要的工作就更容易完成，也會呈現出很好的效果。

2 數字上變頻器AD9856的主要功能與組成

如今市面上生產數字上變頻器的廠家不是很多，其中比較知名的有intersil公司的HSP50215.AD公司的上變頻器AD9856與AD9857。其中HSP50215于結構層面上所顯現出來的DAC，是其他同類儀器所不具有的，但是輸出采樣數值卻沒有因此降低，依然有著很高的數值，頂峰值可以達到3.25MSPS；AD9856則是集合了12位DAC等一系列的數據輸入的優點。筆者以AD9856設計的原理和實際應用為例，在下面進行簡要分析。

3 數字正交上變頻器AD9856的應用設計

借助AD9856和應用較廣的DSP兩者進行結合，就可以構建成無線電測控設備中的里面的軟件無線電系統。通過改變DSP軟件和AD9856的配置，就可以令系統完成諸多的工作。DSP可以借助SPI串行總線來對AD9856內部的寄存器完成有效的讀寫，還可以對AD9856的工作方式進行設置，CIC濾波器的內插率、逆CIC濾波是否被旁路等問題都可以通過這一技術手段得到有效的解決，同時也可設置可編程放大器AD8320/AD8321的增益。DSP只需要對數字基帶信號進行Hilbert變換，得到正交的I/Q路信號，并將需要上變頻的I/Q路信號進行處理后按順序排列，送入AD9856的數據輸入端口，由AD9856完成上變。

4 結語

利用數字上變頻器來對軟件無線電系統進行設計改良之后，不僅可以使載頻發生改變，更加能使原本單一的工作方式變得多變，同時也令繁雜的發射機設備變得簡化，設備具有了更高的可靠性，數字上變頻器具有的優越性完全地發揮出來。

參考文獻：

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