Digitale Up-Konvertierung mit IF-Carrier-Frequenz

Empfohlen für:

  • Gerät: Nicht bekannt

  • Quartus®: v7.2

author-image

Von

Bei der digitalen Up-Konvertierung werden Basisbandsignale auf Zwischenfrequenz (IF) übertragen und dann digital durch IF-Knoten-Träger moduliert. Laut Nyquist-Theorie ist die IF-Trägerfrequenz auf die Hälfte der IF-Schaltkreise beschränkt. Dieses Designbeispiel zeigt, wie Sie eine digitale Up-Konvertierung mit IF-Trägerfrequenz erreichen, die höher als die Nyquist-Frequenz ist. Der Schlüssel besteht darin, die Periodizität von signalisierten Signalen und die hohe Abtastfrequenz des Serializers Low Voltage Differential Signal (LVDS) zu nutzen, der in Intel® FPGAs eingebettet ist. Die Modulierung von IF-Signalen auf höhere Trägerfrequenzen nutzt die hohe Abtastrate moderner Digital-analoger Konverter (DAC) voll aus und erleichtert die Anforderung an analoge spannungsgesteuerte VCO und Mischer.

Designbeschreibung

Abbildung 1 zeigt das Blockdiagramm des polyphasenbasierten digitalen Up-Conversion-Systems. Der Shaded Box enthält Module, die in diesem Designbeispiel verwendet werden. Standardmäßig arbeiten die Polyphasenfilter mit 100 MHz. Mit vier Polyphasenkomponenten hat die Ausgabe des LVDS-Senders eine Datenübertragungsrate von 400 MHz. Bei einem herkömmlichen Up-Conversion-Modem ist die IF-Trägerfrequenz durch die Taktfrequenz der numerisch gesteuerten Taktfrequenz (NCO) auf maximal 50 MHz beschränkt. Durch die Ausnutzung des Aliasing ist die Ausgabe-Carrier-Frequenz in diesem Designbeispiel jedoch auf 160 MHz ausgerichtet.

Abbildung 1. Blockdiagramm eines Mehrphasen-Up-Conversion-Systems.

In Abbildung 1 werden Inphasen- und Quadratursignale als I bzw. Q bezeichnet. Basisband-I- und Q-Signale werden in der Regel mit einer höheren Datenrate mit entweder EINER IMMERS-Filter-Kaskade oder einer CASCADE- und einer CIC-Filterkaskade übertragen. Das Gesamt-Upsampling-Verhältnis hängt von den Anwendungen ab und wird in Abbildung 1 als variable 2x bezeichnet.

Die Polyphasen-Unterfilter sind aus einem Tiefpassfilter mit einem scharfen Übergangsband aufgebaut. Die Filter werden so ausgewählt, dass Alias-Spektrum-Bilder durch den POLYphasen-PC-Filter effektiv herausgefiltert werden können. Im Gegensatz zum Low-Pass-Filter in einem herkömmlichen Up-Conversion-Design kann es sich dieser Polyphasenfilter in der Regel nicht leisten, eine große Bandbreite zu haben.

Dieses Beispiel umfasst eine Datenpfad-Designdatei für DSP Builder und eine Integrationsdatei der obersten Ebene in VHDL. Ein Testbench und ein ModelSim*-Simulationsskript werden ebenfalls bereitgestellt.

Laden Sie das in diesem Beispiel verwendete Software-DSP-Builder-Projekt Quartus® II herunter:

Tabelle 1. Parameter für das Polyphasen-Modemdesign-Beispiel

Werte für Systemparameter
Normalisierte NCO-Ausgangsfrequenz 2/5
Reale NCO-Ausgangsfrequenz bei 100-MHz-Takt 40 MHz
Carrier-Ausgangsfrequenz normalisiert über LVDS-Ausgangsdatenrate 2/5
Reale Carrier-Ausgangsfrequenz bei 100-MHz-Takt 160 MHz
Polyphasenfilter-Eingabebitbreite 16
Polyphasenfilter mit Bitbreite 18
GESAMT-FILTERREIHENFOLGE VON "SATA" 100
NCO-NCO-Ableitungspräzision 32
NCO-Präzision im Präzisionsbereich 18
DAC-Bitbreite 14
LVDS-Ausgangsfrequenz bei 100-MHz-Eingangstakt 400 MHz
LVDS-Senderanzahl der Kanäle 14
LVDS-Serialisierungsfaktor 4

Der Inhalt dieser Seite ist eine Kombination aus menschlicher und computerbasierter Übersetzung des originalen, englischsprachigen Inhalts. Dieser Inhalt wird zum besseren Verständnis und nur zur allgemeinen Information bereitgestellt und sollte nicht als vollständig oder fehlerfrei betrachtet werden. Sollte eine Diskrepanz zwischen der englischsprachigen Version dieser Seite und der Übersetzung auftreten, gilt die englische Version. Englische Version dieser Seite anzeigen.