基于MATLAB的數(shù)字下變頻器的設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用

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基于 Matlab 的數(shù)字下變頻器的設(shè)計(jì)與仿真

朱建新，沈樹(shù)群*

(北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院，北京 100876 )

摘要：本文通過(guò)對(duì)數(shù)字變頻器中關(guān)鍵技術(shù)的研究，給出了一種數(shù)字下變頻器中的帶通采樣速

率和各種數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方案，并應(yīng)用Matlab 搭建了一個(gè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)字下變頻器進(jìn)行了仿

真。經(jīng) Matlab 仿真驗(yàn)證，設(shè)計(jì)的數(shù)字下變頻器能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻信號(hào)的下變頻處理，

達(dá)到了預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，極大地降低了數(shù)字信號(hào)處理的運(yùn)算量，提高了系統(tǒng)的實(shí)用性，方便

了后續(xù)的基帶信號(hào)處理。

關(guān)鍵詞：數(shù)字下變頻；帶通采樣；積分梳狀濾波器；半帶濾波器；FIR濾波器

中圖分類(lèi)號(hào)：TN914.3

Design and Simulation of Digital Down Converter Based on

MATLAB

Zhu Jianxin, Shen Shuqun

(School of Electronic Engineering, Beijing university of posts and telecommunications, Beijing

100876)

Abstract: The paper studies some key technologies in digital down converter and designs a digital

down converter. Using the Matlab software, we construct a system to simulate the digital down

converter. The results of the simulation shows that the system has achieved the designed goals and has

greatly reduced the calculation of the digital signal process, which largely improve the practicality of

the system so it can facilitate the following base band signal processing.

Key words: Digital down converter; Band-pass sampling; CIC filter; HB filter; FIR filter

0 引言

在認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知系統(tǒng)中，需要對(duì)頻率為50M~2000M 中的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，

并判斷是否有常規(guī)用戶(hù)正在使用該頻段，若沒(méi)有，則加入可用頻段數(shù)據(jù)庫(kù)中。在這個(gè)系統(tǒng)里

面，需要實(shí)時(shí)高速地處理數(shù)據(jù)，因此需要采用數(shù)字下變頻技術(shù)(DDC )，將采樣得到的高

速率頻帶數(shù)據(jù)流變成低速率的基帶數(shù)據(jù)流，極大地降低數(shù)據(jù)量，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理，因此

數(shù)字下變頻器的高效設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。通過(guò)采用帶通采樣，可以極大地降低對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的要

求；通過(guò)多級(jí)濾波和抽取，可以降低對(duì)每級(jí)濾波器的性能和要求。積分梳狀(CIC )濾波器

和半帶(HB )濾波器是實(shí)現(xiàn)DDC 的兩種高效數(shù)字濾波器[1] 。

本文通過(guò)對(duì)帶通采樣速率和DDC 中各種數(shù)字濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用MATLAB 搭建了

一個(gè)系統(tǒng)對(duì)認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知系統(tǒng)中的數(shù)字下變頻部分進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)很

好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)中頻信號(hào)的帶通采樣和數(shù)字下變頻處理，極大地降低了數(shù)字信號(hào)處理的運(yùn)算

量，提高了系統(tǒng)的實(shí)用性，方便了后續(xù)的基帶信號(hào)地實(shí)時(shí)處理。

1 數(shù)字下變頻的基本結(jié)構(gòu)

典型的數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)如圖1 所示。可以把數(shù)字下變頻分為兩個(gè)基本的模塊，數(shù)控振蕩

器NCO (Numerical Control Osci

總結(jié)

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