基于FPGA的DDC设计及仿真

王 力，薛红喜

（电子科技大学 电子工程学院，四川 成都 610054）

近年来，软件无线电已经成为通信领域一个新的发展方向，数字下变频技术（Digital Down Converter-DDC）是软件无线电的核心技术之一，也是计算量最大的部分[1]。基于FPGA的DDC设计一般采用CIC、HB、FIR级联的形式组成。同时，由于CIC滤波器的通带性能实在太差，所以中间还要加上一级PFIR滤波器以平滑滤波器的通带性能。而众所周知用FPGA从事算法的开发是一件难度比较大的工作，而Xilinx公司开发的System Generator工具为算法的快速开发及仿真带来了巨大的方便。本文首先对CIC、HB、FIR滤波器的原理及设计作了简单的说明，最后用Matlab结合System generator对本文所设计的DDC滤波器作了一个仿真。

1 总体结构设计

数字下变频技术作为数字信号处理中的一个关键技术，它通常由以下几部分组成。首先，CIC滤波器，它实现简单而且能实现较大的下抽率。其次，由于CIC滤波器带内平坦性能太差，因此在CIC滤波器之后一般要加上PFIR来平滑带内平坦度。最后，由于CIC滤波器的抽取因子不宜取得过大，因此还要用HB滤波器的级联来进一步增加抽取率。下面本文以如何设计一个原信号采样率为72 MHz的、有效信号带宽为2.05 MHz的、下抽率为14的、主旁瓣衰减80 dB以上的、通带平坦度小于0.2 dB的下抽滤波器为例说明下抽滤波器的设计。

实际中常用的DDC的实现框图如图1所示。

图1 数字下变频原理框图Fig.1 Architecture of digital down conversion

2 CIC滤波器设计

CIC滤波器是近年来在下变频中用得最多的一种技术，CIC滤波器在多速率信号处理中具有特别重要的位置，它可以充当内插滤波器，也可以充当抽取滤波器，主要取决于积分器和梳状滤波器的连接顺序[2]。……