1 合肥工业大学 微电子设计研究所， 合肥 230601
2 合肥工业大学 教育部IC设计网上合作研发中心， 合肥 230601
分析了数字下变频的原理，设计实现了能进行1、2、4、8等可选抽取倍数的高速数字下变频系统。对系统中的混频器和滤波器进行了优化设计。采用基4布斯编码和4-2压缩器，缩短混频器中的关键路径；引入基于Horner法则和子表达式共享的正则有符号数(CSD)编码，减小滤波器的硬件消耗。设计的数字下变频系统用于四通道、560 MHz 14位时间交织模数转换器(TIADC)，并基于FPGA完成功能验证。结果表明，当输入信号频率为380 MHz、抽取倍数为8时，I/Q两路信号的无杂散动态范围(SFDR)在90 dB以上。
数字下变频 半带滤波器 混频器 高速数据采集 digital down converter half-band filter mixer high speed data acquisition
强激光与粒子束
2022, 34(8): 084006
西安建筑科技大学 信息与控制工程学院，陕西 西安 710055
在利用频谱分析仪对信号进行实时频谱监测过程中，针对其数字下变频模块精度不高、逻辑资源耗费大、难以对数字中频信号进行实时处理的问题，本文对传统数字下变频系统的混频器模块进行优化并提出一种高效的数字下变频（DDC）系统。首先，设置模数转换器（ADC）的采样率为载波中心频率的4倍且采样率转换比率和子ADC的数量是4的正整数倍，此时混频器可以完全合并到多相CIC抽取滤波器中。接着，基于优化的混频器构建一套DDC系统，并为每个系统节点合理分配采样率转换倍数。最后，加入CIC补偿滤波器，提高数据传输过程中的精度。实验结果表明，与传统DDC相比，优化后的DDC资源消耗减少，数据精度误差从1.7%减小到0.8%。基本满足功耗低、精度高、稳定运行等要求。
频谱监测 数字下变频 混频器 抽取滤波器 spectrum monitoring digital down conversion mixer decimation filter
电子科技大学电子科学技术研究院，成都 611731
针对数字下变频滤波会造成信号相位延迟的特性以及GNSS接收信号存在多普勒频移问题，设计了应用于GNSS信号的数字下变频补偿方法。通过分析输入数字中频信号与滤波器频域特性，得到输入中频信号与滤波后信号之间的相位差。滤波后的信号通过FFT乘以这个相位因子，再进行IFFT恢复原始相位，补偿了传统数字下变频带来的相位延迟和多普勒频移丢失，通过对比分析原始接收数据与数字下变频补偿后的数据的捕获结果证明，软件接收机能够正确捕获GNSS信号码相位和多普勒频移。
数字下变频 相位延迟 多普勒频移 Global Navigation Satellite System (GNSS) GNSS digital down conversion phase delay Doppler frequency
重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室， 重庆 400030
设计了基于声光频移技术的激光通信系统接收端系统，针对声光频移激光通信传输 信号特点，利用LC谐振回路实现模拟选频，采用D触发器实现载波的数字下变频，最终通过现场 可编程门阵列实现信号解调。最后对设计的模块进行测试，测试结果符合设计要求，实现了 100 MHz载波幅移键控信号的下变频以及基带信号的解调。
LC谐振 D触发器 数字下变频 现场可编程门阵列 LC resonant D flip-flop Digital down conversion FPGA
从应答着陆系统的基本测角原理入手，设计了系统角度测量的数字电路实现方案。分析了数字下变频和高精度数字鉴相等关键技术。以FPGA为平台，采用CORDIC算法设计数字鉴相器，并在QuartusⅡ环境下进行方案的计算机仿真分析。结果表明，该方案是可行、有效的，能满足系统的精度要求，且易于实现。
应答着陆系统 角度测量 数字下变频 数字鉴相器 Transponder Landing System(TLS) angle measurement digital down converter digital phase detector
天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
超声内窥镜系统将微型超声探头通过电子内窥镜的活检通道插入消化道器官,既可通过内窥镜直接观察粘膜表面的病变形态,又可进行超声扫描成像,获得消化器官管壁各个断层的组织学特征。利用编码激励技术,以4位Barker编码的方式激励换能器,在不增加峰值负声压的前提下,显著提高超声换能器的发射功率,增大系统探测深度以及成像的信噪比;用数字下变频技术实现超声回波的中频采样、编码信号的脉冲压缩以及信号包络的提取;采用装有超声耦合液的玻璃烧杯作为实验样品,对其进行旋转扫描,得到256级灰度的超声图像,轴向分辨率达0.4 mm,验证了系统原理的正确性。
医学光学与生物技术 超声成像 内窥镜 超声探头 编码激励 数字下变频
