数字下变频器HSP50214B在中频数字接收机中的应用

1 引言

软件无线电技术在侦察接收机中的应用越来越广泛，新型雷达和通信侦察装备的数字接收机大多由软件无线电技术实现。软件无线电的目标是将数字化技术应用于接近天线的器件上，从而在其输出端直接数字化射频信号，提高系统的灵活性。超高速A／D采样器件为实现完全数字化的无线电技术提供了可能，但同时对DSP(数字信号处理器)的处理速度提出过高的要求。因此，将射频信号变频到中频再进行采样，数字信号经专用数字下变频器DDC(Digital Down Converter)完成信号下变频和抽样处理后再送给DSP处理，则可大大减轻DSP的信号处理负担。这里介绍专用数字下变频器HSP50214B在中频数字接收机中的应用。

2 数字下变频器HSP50214B的内部结构

HSP50214B是Intersil公司生产的可编程数字下变频器件。该器件可将数字信号的载波频率进一步降低，甚至降到基带(即载波频率为0 Hz)；还可抽取输入的数字信号，在允许限度内可降低数据量，使信号能够被DSP实时有效的处理，功能强大。其输出信号直接送至DSP进行后续处理，包括解调、解码和协议控制等。图1为HSP50214B数字下变频器的结构框图。HSP50214B数字下变频器的主要功能单元：

(1)输入单元其电平检测单元选取一定长度的数据，比较并累积该段数据的绝对值与预设门限电平的误差，该误差累积量可由外部接口读出，进行外部自动增益控制。

(2)载波NCO单元该单元输出具有一定频率和初始相位的正、余弦两路信号，实现对输入信号的正交混频。产生I／O通道数据。

(3)滤波抽取单元级联积分梳状(CIC)滤波抽取组、半带(HB)滤波抽取组、255阶FIR滤波器组成抽取／低通滤波器，实现低通滤波和数据抽取；重采样多相滤波器进行分数倍采样的转换，使整个抽取系统的输出速率能满足特殊场合的要求。

(4)增益控制单元AGC为内部增益控制，检测DDC幅度输出和预设门限之间的误差，从而调整FIR滤波器的输出增益，以提高小信号的增益并减少多级抽取造成的幅度衰减。

(5)坐标变换单元直坐标到极坐标转换器和数字鉴频器共同完成对各类幅度、频率和相位调制信号的解调。

(6)输出单元有直接串行输出、直接并行输出和先入先出(FIFO)3种输出方式，可提供同相分量、正交分量、瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率等5种输出数据类型，可根据调制方式和DSP的接口方式选择合适的输出方式。

(7)控制接口单元通过接口数据总线C[7：0]、地址总线A[2：0]和读，写信号WR／RD实现控制字及相应参数的写入和内部寄存器内容及状态信息的读出。

3 HSP50214B电路设计及接口配置

在侦察接收机中实现数字中频滤波，数字下变频器是关键部分，嵌入式处理器可配置中频数字接收机中的数字下变频器并接收数据。接收机系统首先预处理中频信号，然后经A/D采样器进行中频带通采样，采样信号通过HSP50214B实现数字下变频，将中频信号搬移到基带，最后送给DSP处理器进行解调、解扩。图2为数字下变频器HSP50214B的主要接口电路。

作者：李海鸿,兰俊杰,董云龙,张乐平 空军雷达学院   来源：国外电子元器件