下變頻器件AD6620的原理及設計配置

O 引言
AD6620是一個(gè)寬帶中頻到基帶的解調器。它的內部信號處理單元由四個(gè)串聯(lián)單元組成。分別為頻率變換單元、二階固定系數梳狀濾波抽取濾波器(CIC2)單元、五階固定系數梳狀濾波抽取濾波器(CIC5)單元和一個(gè)系數可編程的RAM系數抽取濾波器(RCF)單元。通過(guò)串行微處理器接口可以完成對芯片的編程和控制。
AD6620具有16位線(xiàn)性比特補碼輸入(另加3bit指數輸入)，其單信道實(shí)數輸入模式的最大輸入數據速率可高達67 Msps，雙信道實(shí)數輸入模式與單信道復數輸入模式的最大輸入數據速率高達33．5 Msps。同時(shí)，AD6620還具有可編程抽取FIR濾波器與增益控制功能，抽取率在2～163 84之間可編程；輸出具有并行、串行兩種輸出模式，并行模式為16比特補碼輸出。

1 頻率變換器的原理及配置
實(shí)現數字下變頻(DDC)的頻率變換器通常由兩個(gè)16 bit乘法器和32 bit的數控振頻器(NCO)組成。數控振蕩器產(chǎn)生的本振信號頻率的分辨率可達，并可產(chǎn)生的本振信號。NCO利用數字頻率合成器(DDS)，并由頻率控制字寄存器、相位控制字寄存器、相位累加器和正弦查找表組成，可以靈活地控制本振信號的振蕩頻率和初始相位。這一級單元可完成對輸入信號從射頻(IF)到基帶的頻率搬移。
為了提高NCO的雜散性能，AD6620提供有相位抖動(dòng)與幅度抖動(dòng)選項。另外，NCO的設置包括設置NCO頻率、NCO相位補償和NCO的特性以及相應寄存器的配置。NCO的頻率可由下式計算：

將計算出的NCOFREQ轉換成二進(jìn)制后可寫(xiě)入NCO頻率編程寄存器的0x303。NCO相位補償由16位NCO相位補償寄存器0x304來(lái)配置。0x0000表示沒(méi)有相位補償：0xFFFF表示補償為2p。相位補償寄存器允許多路NCO的同步來(lái)產(chǎn)生固定和已知相位偏移的輸出，一般取Ox0000。NCO的特性可根據NCO控制寄存器0x302的各個(gè)位的定義來(lái)設置。

2 CIC2抽取濾波器
CIC2濾波器是一個(gè)固定系數抽取濾波器，其最高輸入數據速率為67 MHz。抽取率的取值范圍為2～16的整數。當系統時(shí)鐘fCLK是輸入數據速率的兩倍或更多倍時(shí)，可以通過(guò)設置來(lái)屏蔽此工作模塊，否則，最小只能設置為2。
CIC2濾波器的頻率響應函數為：

其中，SCIC2為幅度比例因子，可用來(lái)衰減CIC2濾波器的增益，MCIC2是抽取率。
CIC2濾波器的設置包括抽取率(MrCIC2 12bit)，插補率(LrCIC2 8 bit)及比例因子(SrCIC25 bit)的設置。
設置時(shí)可首先確定通帶占用的采樣率百分比

根據采樣頻率為100’0．5625 MHz／25 MHz=2．25的值，可查表得到MrCIC2 12 bit／LrCIC2 9 bit的值。在實(shí)際應用中，查到的值一般要大于等于BWfraction，在這里，BWfraction取2．25，查表得到MrCIC2 12 bit／LrCIC2 9 bit最大能取6，故取MrCIC2 12 bit／LrCIC2 9 bit為5。再取LrCIC2 9 bit為1．則MrCIC2 12 bit為5，rCIC2濾波器的輸出頻率frCIC2等于25 MHz／5，即12．5 MHz。這樣，即可將LrCIC2 9 bit 21寫(xiě)入寄存器0x91，MrCIC2 12bit 21寫(xiě)入寄存器0x90。
通常幅度比例因子可由式(5)和(6)給出：

因為MrCIC2 12bit取5，LrCIC2 9 bit取1，所以，由上式可以計算出SrCIC2為5，這樣，便可將SrCIC2的值寫(xiě)入寄存器。