AD6654在数字电视基带解调器设计中的应用

发布时间:2010-9-15 11:51    发布者:techshare
关键词: AD6654 , 基带解调器 , 数字电视
AD6654是一个宽带中频到基带的解调器。为了验证其特性,基于我们的现有条件,将其接成如图1所示的形式。即:首先,用DTV调制器生成射频DTV信号,然后用高频头将其变为中频,例如,36MHz,接着,利用AD6654由IF转换为基带信号,最后,再用激励器调制成射频。这样,就可以用一个频谱仪测量出其数字特性,用DTV接收机观察出其效果。  



基带解调器整体设计  

系统硬件设计如图2所示。此电路结构比较简单,性能优良。  



此设计中关键技术是将中频信号直 接变成基带,但是不解码。其中关键器件是AD6654。 AD6654是由一个14bit,92.16Msps的高速ADC和6通道多模式数字下变频单元组成的混合中频信号转基带接收器。其中包含6路独立的数字下变频和多级抽取滤波器。每个通道数字下变频部分由NCO和混频器组成,NCO作为本振,能产生-CLK/2至CLK/2范围的频率,其中CLK是输入时钟频率。此芯片将ADC输出的信号经混频器与NCO产生的正余弦信号相乘得到数字I、Q信号,然后经多级抽取滤波器滤波得到较好的I、Q信号。此芯片的组成框图如图3所示。  



AD6654及其NCO频率、滤波器系数的设定  

(1)AD6654  

AD6654片内集成了14位 92.16MSPS ADC,中频采样速率达到200MHz,内部2.4V参考电压,模拟输入信号峰-峰值2.2V,模拟信号以差 分方式输入,具有跟踪、保持性能,可同时处理4/6路宽带载波信号 。具有可编程的抽取FIR滤波器、半带插值滤波器和96dB动态范围的可编程AGC,三个16位可配置的并行输出端口,工作时钟达到200MHz,8/16位微控并行接口、串行外 设接口、同步串口控制接口,可以与大多数符合上述标准的接口相连接。它具有极其强大的功能,可以将其应用于多载波、多模式多媒体数字接收机;

GSM/EDGE/PHS/UMTS/WCDMA/COMA2000/TD-SCDMA;微小区系统、软件无线电、智能天线系统、无线电话;宽带数据应用、仪器测试设备等。  

(2)NCO频率值设定  

AD6654的每一通道都有一独立的NCO,NCO的频率值以32bit二进制数值形式存入寄存器,其频率值可以用下式得出:

NCO Frequency Register是写入寄存器的频率值,NCO_FREQUENCY是期望的中频频率,CLK是ADC的时钟频率。  

在此系统中,要求将NCO_FREQUENCY为36MHz的模拟中频进行数字下变频,系统工作时钟CLK为92.16MHz,带入上式可求得NCO Frequency Register的十六进制表示为64000000。  

(3)滤波器系数的设定  

在本应用中,利用ADI公司的Filter Design软件,先将输入频率设置为92.16MHz,输出频率设置为7.68MHz。理想响应部分,过渡区域采用等纹波方式,其中通带设置为3.84MHz,纹波系数为0.0001;阻带为5MHz,然后通过软件计算,可以得到一组最佳的滤波器系数为:CIC5=3,CRCF=2,DRCF=1,HB2=2,HB1=1。设置面板及滤波器窄带响应、冲激响应如图4所示



实验验证  

基于图2硬件设计,将高频头输出的模拟36MHz中频信号(信号带宽为8MHz)送入电路板,此系统输出直接加到调制单元,将差分数字I、Q信号直接调制到射频,然后经数字电视激励器输出到负载发射机发射出去。经过对实际电路的验证,此解调器能将输入中频直接变成数字基带,经此电路得到的射频信号输出频谱与接收的信号频谱完全相同,且性能良好。验证频谱如图5所示。



可见,基于AD6654的中频变基带设计可以作为是一种较新颖的数字电视领域的应用,它能有效解决当前数字电视网盲点覆盖的问题,同时降低单频网的成本。实验表明此设计效果良好,成本较低,具有较好的应用前景。
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