IF和RF轉(zhuǎn)換器的DDC與DUC數(shù)字信號處理的詳細說明

　　為了滿足智能手機功能日益提高的數(shù)據(jù)需求，現(xiàn)代數(shù)字移動通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施必須持續(xù)發(fā)展以支持更寬的帶寬和更快的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。為實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)速率，數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字中頻處理、包括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。這些數(shù)字功能可在DSP和FPGA中實現(xiàn)，某些大公司也會構(gòu)建自己的數(shù)字中頻處理ASIC。ADI公司正在將越來越多的此類數(shù)字中頻處理模塊集成到高速轉(zhuǎn)換器IC中，從而大幅減輕設(shè)計工作，節(jié)省系統(tǒng)成本和功耗。本文探討ADI公司IF 和RF轉(zhuǎn)換器中的集成DDC和DUC通道，并說明它們在實際應(yīng)用中如何工作。高速轉(zhuǎn)換器是現(xiàn)代無線基站系統(tǒng)的關(guān)健功能之一。越來越多的此類轉(zhuǎn)換器集成了復(fù)雜的數(shù)字信號處理模塊，以便簡化系統(tǒng)設(shè)計中的FPGA工作。轉(zhuǎn)換器中的數(shù)字信號處理模塊對系統(tǒng)設(shè)計非常有益，但這些益處尚未得到很多工程師的全面了解。希望本文能給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的DDC和DUC功能做一個清楚的說明，使系統(tǒng)設(shè)計人員能充分利用ADI轉(zhuǎn)換器給收發(fā)器架構(gòu)帶來的好處。注意：本文將聚焦于ADC和DAC中的數(shù)字處理模塊；因此，某些描述中將發(fā)射機和接收機模塊加以合并。請忽略可能引起混淆的信號流向。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、模擬中頻級和數(shù)字中頻級。圖1是典型發(fā)射機和接收機的框圖。射頻級處理射頻信號，在當前LTE標準中，其信號頻率范圍一般是700 MHz到3.8 GHz。經(jīng)過混頻器、調(diào)制器或解調(diào)器—這些都是混頻單元—處理后，射頻信號移動到DC至300 MHz以下的較低頻率。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）、模擬濾波器和中頻放大器。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），信號變?yōu)閿?shù)字信號；它與隨后的FPGA或ASIC一起，我們稱之為數(shù)字中頻級。對于此級中的各數(shù)字信號處理模塊，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）。直接射頻架構(gòu)是例外，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，信號鏈僅由射頻級和數(shù)字中頻級構(gòu)成。