AD6654在数字电视基带解调器设计中的应用

关键词： AD6654 , 基带解调器 , 数字电视

AD6654是一个宽带中频到基带的解调器。为了验证其特性，基于我们的现有条件，将其接成如图1所示的形式。即：首先，用DTV调制器生成射频DTV信号，然后用高频头将其变为中频，例如，36MHz，接着，利用AD6654由IF转换为基带信号，最后，再用激励器调制成射频。这样，就可以用一个频谱仪测量出其数字特性，用DTV接收机观察出其效果。  

基带解调器整体设计  

系统硬件设计如图2所示。此电路结构比较简单，性能优良。  

此设计中关键技术是将中频信号直 接变成基带，但是不解码。其中关键器件是AD6654。 AD6654是由一个14bit，92.16Msps的高速ADC和6通道多模式数字下变频单元组成的混合中频信号转基带接收器。其中包含6路独立的数字下变频和多级抽取滤波器。每个通道数字下变频部分由NCO和混频器组成，NCO作为本振，能产生-CLK/2至CLK/2范围的频率，其中CLK是输入时钟频率。此芯片将ADC输出的信号经混频器与NCO产生的正余弦信号相乘得到数字I、Q信号，然后经多级抽取滤波器滤波得到较好的I、Q信号。此芯片的组成框图如图3所示。  

AD6654及其NCO频率、滤波器系数的设定  

（1）AD6654  

AD6654片内集成了14位 92.16MSPS ADC，中频采样速率达到200MHz，内部2.4V参考电压，模拟输入信号峰-峰值2.2V，模拟信号以差 分方式输入，具有跟踪、保持性能，可同时处理4/6路宽带载波信号 。具有可编程的抽取FIR滤波器、半带插值滤波器和96dB动态范围的可编程AGC，三个16位可配置的并行输出端口，工作时钟达到200MHz，8/16位微控并行接口、串行外 设接口、同步串口控制接口，可以与大多数符合上述标准的接口相连接。它具有极其强大的功能，可以将其应用于多载波、多模式多媒体数字接收机；

GSM/EDGE/PHS/UMTS/WCDMA/COMA2000/TD-SCDMA；微小区系统、软件无线电、智能天线系统、无线电话；宽带数据应用、仪器测试设备等。  

（2）NCO频率值设定  

AD6654的每一通道都有一独立的NCO，NCO的频率值以32bit二进制数值形式存入寄存器，其频率值可以用下式得出：

NCO Frequency Register是写入寄存器的频率值，NCO_FREQUENCY是期望的中频频率，CLK是ADC的时钟频率。  

在此系统中，要求将NCO_FREQUENCY为36MHz的模拟中频进行数字下变频，系统工作时钟CLK为92.16MHz，带入上式可求得NCO Frequency Register的十六进制表示为64000000。  

（3）滤波器系数的设定  

在本应用中，利用ADI公司的Filter Design软件，先将输入频率设置为92.16MHz，输出频率设置为7.68MHz。理想响应部分，过渡区域采用等纹波方式，其中通带设置为3.84MHz，纹波系数为0.0001；阻带为5MHz，然后通过软件计算，可以得到一组最佳的滤波器系数为：CIC5=3，CRCF=2，DRCF=1，HB2=2，HB1=1。设置面板及滤波器窄带响应、冲激响应如图4所示

实验验证  

基于图2硬件设计，将高频头输出的模拟36MHz中频信号（信号带宽为8MHz）送入电路板，此系统输出直接加到调制单元，将差分数字I、Q信号直接调制到射频，然后经数字电视激励器输出到负载发射机发射出去。经过对实际电路的验证，此解调器能将输入中频直接变成数字基带，经此电路得到的射频信号输出频谱与接收的信号频谱完全相同，且性能良好。验证频谱如图5所示。

可见，基于AD6654的中频变基带设计可以作为是一种较新颖的数字电视领域的应用，它能有效解决当前数字电视网盲点覆盖的问题，同时降低单频网的成本。实验表明此设计效果良好，成本较低，具有较好的应用前景。