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IF和RF转换器的DDC与DUC数字信号处理的详细说明
张国厚
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为了满足智能手机功能日益提高的数据需求，现代数字移动通信系统的基础设施必须持续发展以支持更宽的带宽和更快的数据转换。为实现高速的数据速率，数字转换器中的数字中频处理、包括DDC（数字下变频器）和DUC（数字上变频器）是其中主要的功能模块。这些数字功能可在DSP和FPGA中实现，某些大公司也会构建自己的数字中频处理ASIC。ADI公司正在将越来越多的此类数字中频处理模块集成到高速转换器IC中，从而大幅减轻设计工作，节省系统成本和功耗。本文探讨ADI公司IF 和RF转换器中的集成DDC和DUC通道，并说明它们在实际应用中如何工作。高速转换器是现代无线基站系统的关健功能之一。越来越多的此类转换器集成了复杂的数字信号处理模块，以便简化系统设计中的FPGA工作。转换器中的数字信号处理模块对系统设计非常有益，但这些益处尚未得到很多工程师的全面了解。希望本文能给数据转换器中的DDC和DUC功能做一个清楚的说明，使系统设计人员能充分利用ADI转换器给收发器架构带来的好处。注意：本文将聚焦于ADC和DAC中的数字处理模块；因此，某些描述中将发射机和接收机模块加以合并。请忽略可能引起混淆的信号流向。在现代数字移动通信系统中，发射和接收路径（包括下面描述中的反馈接收路径）可根据信号特性分为三个主要电路级：射频级、模拟中频级和数字中频级。图1是典型发射机和接收机的框图。射频级处理射频信号，在当前LTE标准中，其信号频率范围一般是700 MHz到3.8 GHz。经过混频器、调制器或解调器—这些都是混频单元—处理后，射频信号移动到DC至300 MHz以下的较低频率。从数据转换器到混频器的处理模块包括转换器（ADC或DAC）、模拟滤波器和中频放大器。我们可以把该级称为模拟中频级。转换器之后（事实上是在转换器的量化器部分之后），信号变为数字信号；它与随后的FPGA或ASIC一起，我们称之为数字中频级。对于此级中的各数字信号处理模块，在Tx路径中通常称之为DUC（数字上变频器），在Rx路径中通常称之为 DDC（数字下变频器）。直接射频架构是例外，其中数据转换器直接对射频信号采样，因而没有模拟中频级，信号链仅由射频级和数字中频级构成。
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