数字上变频器的应用设计

陈巧云

摘要：本文主要对数字上变频器工作原理以及实际应用中发挥的作用进行简要分析，着重对其具有的独特内部结构和内插滤波器所拥有的特点进行阐述，再举Analog Device公司生产的数字正交上变频器AD9856作为典型的例子，对其功能以及设计方法进行简要的介绍。

关键词：软件无线电 数字上变频（DUC） 内插微波器

1 数字上变频器原理分析

數字上变频器在实际应用当中比较简单易行，主要是运用了以下的原理完成工作：首先，基带信号要经过量化的一个环节，在此环节之后，再通过内插滤波器把原来较低的数据采样率提升起来，然后再利用低通滤波器把内插环节里面产生出来的带有不利影响的噪音全部清除干净，最终将得到的信号和正交载波信号两者放在一起混频，这样一来，全部数字混频需要完成的工序就全部就绪，只要再通过DAC把上面得到的信号放到中频输出中直接进行输出就可以了。

数字上变频器是由两个主要部分组成的，第一个部分就是内插滤波器，另外一个部分则是正交数字混频器。内插滤波器主要的功能是把全新的取样值进行重新放置，放置的位置则是最初的取样值附近，加入的新取样值一定要是零值，这样以来，输出以后的信号原先具有的取样率就会照比从前大大提高，还可以对时域里面的数据加入零值，这样在这个频域当中，信号可以产生与原始信号频谱相一致的镜像内插结果如图1所示。正交数字需要进行的混频工作完成之后，还要对信号进行进一步的处理，其中的内插信号要和载波的I/Q路信号放在一起完成混频，以往I/Q两路信号在进行处理的时候，常常会出现不平衡的现象，经过上面的环节进行处理之后，上频所需要的工作就更容易完成，也会呈现出很好的效果。

2 数字上变频器AD9856的主要功能与组成

如今市面上生产数字上变频器的厂家不是很多，其中比较知名的有intersil公司的HSP50215.AD公司的上变频器AD9856与AD9857。其中HSP50215于结构层面上所显现出来的DAC，是其他同类仪器所不具有的，但是输出采样数值却没有因此降低，依然有着很高的数值，顶峰值可以达到3.25MSPS；AD9856则是集合了12位DAC等一系列的数据输入的优点。笔者以AD9856设计的原理和实际应用为例，在下面进行简要分析。

3 数字正交上变频器AD9856的应用设计

借助AD9856和应用较广的DSP两者进行结合，就可以构建成无线电测控设备中的里面的软件无线电系统。通过改变DSP软件和AD9856的配置，就可以令系统完成诸多的工作。DSP可以借助SPI串行总线来对AD9856内部的寄存器完成有效的读写，还可以对AD9856的工作方式进行设置，CIC滤波器的内插率、逆CIC滤波是否被旁路等问题都可以通过这一技术手段得到有效的解决，同时也可设置可编程放大器AD8320/AD8321的增益。DSP只需要对数字基带信号进行Hilbert变换，得到正交的I/Q路信号，并将需要上变频的I/Q路信号进行处理后按顺序排列，送入AD9856的数据输入端口，由AD9856完成上变。

4 结语

利用数字上变频器来对软件无线电系统进行设计改良之后，不仅可以使载频发生改变，更加能使原本单一的工作方式变得多变，同时也令繁杂的发射机设备变得简化，设备具有了更高的可靠性，数字上变频器具有的优越性完全地发挥出来。

参考文献：

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[3]巨兰.数字上变频器的应用设计[J].无线电工程，2002（08）.