基于MATLAB的數字下變頻器的設計與仿真應用

中國科技論文在線

基于 Matlab 的數字下變頻器的設計與仿真

朱建新，沈樹群*

(北京郵電大學電子工程學院，北京 100876 )

摘要：本文通過對數字變頻器中關鍵技術的研究，給出了一種數字下變頻器中的帶通采樣速

率和各種數字濾波器的設計方案，并應用Matlab 搭建了一個系統對數字下變頻器進行了仿

真。經 Matlab 仿真驗證，設計的數字下變頻器能夠很好地實現對中頻信號的下變頻處理，

達到了預定的設計目標，極大地降低了數字信號處理的運算量，提高了系統的實用性，方便

了后續的基帶信號處理。

關鍵詞：數字下變頻；帶通采樣；積分梳狀濾波器；半帶濾波器；FIR濾波器

中圖分類號：TN914.3

Design and Simulation of Digital Down Converter Based on

MATLAB

Zhu Jianxin, Shen Shuqun

(School of Electronic Engineering, Beijing university of posts and telecommunications, Beijing

100876)

Abstract: The paper studies some key technologies in digital down converter and designs a digital

down converter. Using the Matlab software, we construct a system to simulate the digital down

converter. The results of the simulation shows that the system has achieved the designed goals and has

greatly reduced the calculation of the digital signal process, which largely improve the practicality of

the system so it can facilitate the following base band signal processing.

Key words: Digital down converter; Band-pass sampling; CIC filter; HB filter; FIR filter

0 引言

在認知無線電頻譜感知系統中，需要對頻率為50M~2000M 中的模擬信號進行數字化，

并判斷是否有常規用戶正在使用該頻段，若沒有，則加入可用頻段數據庫中。在這個系統里

面，需要實時高速地處理數據，因此需要采用數字下變頻技術(DDC )，將采樣得到的高

速率頻帶數據流變成低速率的基帶數據流，極大地降低數據量，方便后續的數據處理，因此

數字下變頻器的高效設計非常關鍵。通過采用帶通采樣，可以極大地降低對模數轉換器的要

求；通過多級濾波和抽取，可以降低對每級濾波器的性能和要求。積分梳狀(CIC )濾波器

和半帶(HB )濾波器是實現DDC 的兩種高效數字濾波器[1] 。

本文通過對帶通采樣速率和DDC 中各種數字濾波器進行設計，應用MATLAB 搭建了

一個系統對認知無線電頻譜感知系統中的數字下變頻部分進行仿真。仿真結果表明，系統很

好地實現了對中頻信號的帶通采樣和數字下變頻處理，極大地降低了數字信號處理的運算

量，提高了系統的實用性，方便了后續的基帶信號地實時處理。

1 數字下變頻的基本結構

典型的數字下變頻結構如圖1 所示。可以把數字下變頻分為兩個基本的模塊，數控振蕩

器NCO (Numerical Control Osci

總結

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