【数字变频器】DDC 数字变频器

数字下变频：DDC(Digital Downconverter)

一、首先理解下变频、上变频、中频的概念：

通信系统中的变频，简单说就是与本地振荡器产生的正弦信号（本振）进行混频，来改变信号所处的频段，提高频率则是上变频，降低频率则是下变频。例如卫星通信信号的发射，可以从基带上变频到70MHz位置，再上变频到射频位置例如C波段；而接收过程可以相反，从C波段等射频位置接收后，可以下变频到L波段，再下变频到70MHz。而这其中的70MHz就是中频（中间频率）。

更新的相关概念是数字上变频DUC与数字下变频DDC，结合正交调制理论与信号的IQ表述、复包络表述等，以及ADC、DAC芯片等，形成了更现代的工程实现体系。

数字信号的优点：

数字信号好处理，稳定，抗干扰。现在信号处理的方向之一就是软件无线电，把AD往射频端挪。当然代价是AD的采样要很高，处理器能力要很强。举个例子，一个2G载频5M带宽的信号，射频直采需要4G的采样率，若采用模拟信号下变频到零频，只需要10M就能采下来了。

二、数字下变频器（DDC）

DDC用于滤波和降低输出数据速率。该数字处理部分包括数控振荡器：NCO（Nu-merical Control Oscillator）、半带抽取滤波器、FIR滤波器、增益级和复数-实数转换级。各处理模块都有控制线路，能单独使能或者禁用，以便提供所需的处理功能。通过配置数字下变频器，可以输出实数数据或复数数据。

对文档的内容进行补充：

分布式多路复用器：一种数字式多路复用器电路,包括接收输入信号的输入传输线结构,具有依次由输入传输线结构连接在一起的输入端的多路复用块,以及依次连接多路复用块的输出端并接收来自多路复用块的输出信号的输出传输线。

DDC有两个输出端口，实数输出信号仅使用DDC的一个输出端口I;复数输出信号两个输出端口I和Q都要使用，可以通过寄存器对其进行配置。

频率转换级、滤波级、增益级、复数至实数转换级

频率转换级由12位复数NCO和正交混频器组成，可用于实数或复数输入信号的频率转换。该级将一部分可用数字频谱下移至基带。

数控振荡器：NCO（Nu-merical Control Oscillator）：

NCO主要有三部分组成：相位累加器、相位加法器和sin/cos表只读寄存器。

数字下变频原理：

正交数字下变频包括两个部分：一是乘法器，二时数控振荡器（NCO）。

正交数字下变频是将数字化后的实信号分为两路：一路乘以cos（wn），下变频到0中频，形成与原始信号相位相同的信号；另一路乘以sin（wn），下变频到0中频，形成与原信号正交的信号。其数学表达式为：

混频原理:

混频就是把两个不同的频率信号混合，得到第三个频率。在模拟电路中经常见到的就是把接收机接收到的高频信号，经过混频变成中频信号，再进行中频放大，以提高接收机的灵敏度。

/数字电路中最简单的混频便是两个信号做乘法，可以得到它们的和频信号与差频信号。数字混频在通信的调制、解调、DUC（数字上变频）、DDC（数字下变频）等系统中应用广泛。通常把其中一个信号称为本振信号（local oscillator），另一个信号称为混频器的输入信号。

NCO、正交混频器、FIR滤波器、DCM、增益

①I/Q crossbar MUX

Crossbar是一种典型的单级交换结构，其实现方式有：集中方式(输入比输出多)、扩展方式(输入比输出少)、连接方式(输入和输出一样多)，一般采用连接方式，由N×N交*矩阵构成。

Crossbar是一种严格非阻塞交换结构，可通过输入输出之间交*点的闭合，同时提供多条数据通路。交*点由调度器控制，调度器依据各输入数据队列的信息，经过调度算法得到输入端口和输出端口之间的一个匹配，并配置相应交*点。调度器的调度效率决定了Crossbar的交换速率。

Crossbar交换结构优点在于所有输入输出之间都存在着独立的交换通道，因此该结构本质上是非阻塞的，并能够方便地实现组播。但Crossbar的可扩展性较差，增加一个端口就可导致交*点的指数增长，并且数据流通过交换结构的传输延时不定，另外尽管输入端口是非阻塞的，但如果两个输入数据流具有相同输出端口，则输出端口阻塞，因此排队仲裁是必须的。