软件无线电系列——数字下变频DDC和数字上变频DUC
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2026-02-02 15:06:49
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本节目录

一、数字下变频DDC1、正交数字下变频2、数字控制震荡器NCO的工作原理二、数字上变频DUC

本节内容

一、数字下变频DDC

在软件无线电中，对射频模拟信号或者宽度中频模拟信号，通过模数转换器进行数字化，采用数字下变频(Digtal Down Converter,DDC)技术和多速率数字信号处理技术，对信号进行频率变换、滤波、抽取等处理，将信号分离和提取处理，并将采样速率降低到较低速率，送到基带信号处理单元进行后续处理。

1、正交数字下变频

在软件无线电中，数字下变频一般都采用正交数字下变频法，主要包括数字混频器、数字控制振荡器(Numerically Controlled Osillator,NCO)和低通滤波器三部分组成。

数字下变频具有精确、可靠、灵活、无参数漂移等特点，频率步进、频率间隔等也具有理想的性能，但影响数字下变频性能的主要因素有两个：一是表示数字本振、输入信号以及混频器乘法运算的样本数值的有限字长所引起的误差；二是数字本振相位的分辨力不够而引起数字本振样本数值的近似取值。

2、数字控制震荡器NCO的工作原理

NCO的目的是产生理想的正弦波和余弦波，本质上是产生一个频率可变、时间离散的正弦波和余弦波的数据样本。

fc表示产生正弦波和余弦波的频率
fs表示正弦波和余弦波的采样频率
NCO正弦波和余弦波样本产生最有效、最简便的方法就是查表法，即事先根据各个NCO正弦波相位计算好相位的正弦值，并按照相位角度作为存储该相位的正弦值数据。
DDC在工作的时候，每次向DDC输入一个待下变频的信号采样样本，NCO就增加一个2πfc/fs相位增量角度，按照相位累加角度作为地址，查询对应地址上的数值就是正弦波的值；当然，余弦波与正弦波相差90°,在地址上相差一个固定的长度。将正弦波和余弦波的数值分别输入到两个数字混频器，与信号样本相乘，乘积样本分别经过低通滤波器滤除倍频分量和带外信号，并进行匹配滤波，完成正交数字下变频。

数控本振由三个部分组成，即相位累加器、相位加法器及正弦表只读存储器。NCO的控制输入有频率控制字、相位控制字和本振偏移频率输入等。
相位累加器的作用是将数字本振频率和本振频率偏移之和转换成相位，每来一个时钟脉冲，相位在原来基础上增加一个相位增量。
相位加法器的功能是设置一定的初始相位或作为锁相环的相位微调，以满足特殊的应用，比如解调。
相位的正弦值，使用查找表求得，相位角度与正弦值表范围一一对应。
F-TAB(φ)对应关系转换：

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