数字接收电路设计研究论文

2022-04-18

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《数字接收电路设计研究论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:随着科学技术不断发展,我国广播电视事业取得了进一步发展,数字化逐渐成为广播发展的必然趋势。接收机前端作为数字音频广播的在重要组成部分,是连接射频与基带的桥梁,其设计合理与否直接影响接收机性能,如何更好地设计广播接收机前端受到越来越多的关注。

数字接收电路设计研究论文 篇1:

推动芯片解决方案应用 加快数字电视产业步伐

随着数字电视技术的日趋成熟和我国数字电视广播进程的加快,数字电视将逐渐成为推动我国电子信息产业发展的新的经济增长点。据估计,2010年数字电视整机产品市场将达到2600亿元,数字电视芯片、条件接收卡、专业设备仪器和软件市场将达到400亿元,我国数字电视及相关产业规模将达到5000亿元。

6月20日,由深圳市半导体行业协会、国家集成电路设计深圳产业化基地、深圳市数字电视研究开发及产业化办公室共同主办的“2006中国数字电视芯片及解决方案高峰论坛” 在深圳明华国际会议中心隆重召开。

会议由深圳市半导体行业协会会长黄学良主持,信息产业部科技司高技术处副处长倪小龙、全国音视频标准委员会秘书长赵新华、深圳市发展和改革局副局长王玲玲、深圳市科技和信息局副局长陆健等有关领导出席了会议并为大会做精彩的主题演讲。会议得到了深圳国微、杭州国芯、大唐微电子、深圳力合、Philips、Thomson、Zoran等数字电视芯片企业的大力支持。参加会议的有行业有关领导、数字电视芯片设计公司的专家学者以及同洲、创维、TCL、康佳、中兴、华为等数字电视机顶盒制造商近200人,与会嘉宾围绕数字电视产业链建设、数字电视标准化、数字电视芯片及解决方案等相关主题展开了深入的讨论,整个会议技术性与市场应用结合,对我国数字电视产业化建设起到了极大的促进作用。

加强数字电视产业链建设

加快实现产业化

数字电视产业是一个巨大的产业,它不仅是电视信号的数字化,也不仅仅是广播电视网络从技术和设备的改进,更重要的是广播电视网络运营模式的彻底变革。我国政府和广电总局已提出了明确的发展目标——2015年停止模拟广播电视的播出,实现全面数字化。深圳市发改局副局长王玲玲就深圳市在数字电视产业中取得的成绩和不足以及对未来提出了展望。

她指出,从制造业来看,2005年就实现了近100亿元的产值,产业规模居全国大中城市前列;而且在深圳形成了独特优势的数字电视的产业链条,并在政府的指导和推动下,快速形成了一批在数字电视制造领域具有龙头作用的企业,如同洲,创维,康佳,TCL等。同时她也指出,目前在数字电视核心技术的掌握和关键部件的生产方面仍较为欠缺,另外,部分领域的企业规模还比较小,专业性数字电视企业都以中小型为主,企业参与数字电视标准的制定还不够积极,技术的开发、资金的到位还很有限,企业之间缺乏合作,与国际大公司的技术水平的距离还有拉大的趋势。

针对以上问题,王玲玲副局长特别强调,在今后的工作中要抓好数字电视产业链的打造工作;要积极推广数字电视机卡分离技术;同时,还要进一步推动内容产业的发展,提升内容开发的层次。

数字电视标准化是关键

数字电视标准化不仅关系到数字电视制造,数字电视核心芯片的研发,更重要的是有效地保护广电运营商与制造业的利益,对于促进我国数字电视产业起重要的作用。我国从2001年开始研究,经过五年的时间,数字电视标准的体系已基本形成。如信源编解码目前已确定MPEG2,在信道传输方面,有线传输方式采用DVB-C,卫星传输标准采用DVB-S,地面传输标准也正在制定中,近期也将公布。

信息产业部于今年的4月1日公布了第一批数字电视终端产品的行业标准,其中包括液晶、等离子等6项数字电视显示器类的高清标准,将于2007年1月1日实施。据全国音视频标准委员会秘书长赵新华介绍,目前至少还有5项数字电视标准正在研制。他特别强调中间件技术标准,因为要涉及到采用JAVA平台,也就是要向有关机构支付2美元的专利费;同时,在数字音频接口标准方面,数字电视环绕声的技术解决方案也是一大难题;其次,在数字电视一体机和数字电视机顶盒技术标准,预计在年底出台。

赵新华秘书长还特别强调数字电视产品认证问题。他指出,目前市场上销售的绝大部分都是数字电视显示器,只有数字电视一体机的出现才是真正意义的数字电视机;并且,市场的数字电视标准也比较混乱,各大厂商夸大其词。所以,信产部支持有资质并被授权认证的行业认证机构及实验室进行认证工作。他介绍说,现在已经有19家81个产品经过认证,不达标的产品要进行整改。经过认证合格的三大类产品将按照检测指标分别贴有藏蓝色中文“高清认证”、“标清认证”、“增强认证”的字样,并在字体的右上角按显示器、数字电视整机、机顶盒分别标注英文字母M、TV、STB。

机卡分离,积极促进产业化

4月1号,国家公布了数字电视相关的25项电子行业标准,在数字电视机卡分离标准上,PCMCIA接口方案成为国家标准。赵新华秘书长强调,机卡分离可有效地促进机顶盒和数字电视一体机的快速产业化。

据悉,数字电视市场一般由运营商选定CA(条件接收)系统,而可供选择的接收机产品也随之限定,造成不同运营网络中的接收机无法互相通用和替代。而每一个网络中需要的接收机数量有限,无法形成稳定的批量和总体规模,面对局限的市场空间,主要的消费电子制造商的对于投入数字电视产业都比较谨慎,数字电视的发展也受到了重大的影响。机卡分离应而生。机(数字电视一体机)卡(CAM卡)分离就是把数字电视一体机的解密接收功能(CA)独立出来,按国家机卡分离标准与数字电视一体机连接,实现加密数字节目的接收。数字电视一体机在不同的地方接收不同的节目只需换CAM卡,这样就减小了数字电视一体机厂商的风险,从而促进数字电视生产的规模化、产业化。机卡分离也是国际数字电视产业的一种趋势。

据深圳国微技术有限公司CTO宫俊介绍,机卡分离标准的出台,也将带动电视机、机顶盒、PCI卡、CAM卡、IC卡制造商等整个产业链的发展。同时也给国内的芯片设计公司带来了巨大的机会。

杭州国芯、大唐微电子、深圳力合、Philips、Thomson、Zoran等许多企业向业界介绍了最先进的数字电视、机顶盒芯片技术及解决方案。

这次论坛的胜利召开,为我国数字电视产业链之间的合作搭建了一个相互沟通、互相合作的平台,对中国数字电视产业的发展起到了积极的推动作用。

与会人员一致表示,这次会议举办得非常成功,但我国的数字电视产业才刚刚起步,前面的路还很长,要全面促进我们数字电视产业的发展,还需企业间的共同合作保障我国的数字电视产业快速,健康、全面地发展。

作者:甘孝松

数字接收电路设计研究论文 篇2:

数字音频广播接收机前端设计

摘 要:随着科学技术不断发展,我国广播电视事业取得了进一步发展,数字化逐渐成为广播发展的必然趋势。接收机前端作为数字音频广播的在重要组成部分,是连接射频与基带的桥梁,其设计合理与否直接影响接收机性能,如何更好地设计广播接收机前端受到越来越多的关注。本文将对数字音频广播概念及前端接收机结构进行分析和研究,并阐述数字音频广播接收机前端设计模式,旨在推动我国广播电视事业可持续发展。

关键词:数字音频广播;接收机;前端设计

前言:近年来,广播已经成为了人们信息获取和娱乐的重要媒介,然而,受到互联网等因素的影响,传统模拟广播已经难以满足现代人们的需求,在很大程度上影响广播进一步发展。数字音频广播以其随时、随地的优势,得到了广泛推广和普及。为了提高数字音频广播质量,加强对其接收机前端设计的研究具有现实意义。

一、数字音频广播概念及前端接收机结构

(一)概念

数字音频广播实际上是调幅广播和调频广播之后的第三代广播,主要是将计算机等技术作为基础,利用数字化处理方式实现广播目标和任务。数字音频广播具有真实、噪声小等优势,能够为用户带来全新的听觉体验[1]。

(二)结构

数字音频广播前端接收机结构主要包括以下三种:

首先,高中频超外差。高中频超外差结构是一种应用范围比较广泛的结构,能够获得大而稳定的增益和良好的频率选择,但是,其中频滤波器多使用陶瓷等材质,使得难以在芯片上集成,同时还存在镜频干扰的状况,难以确保质量。

其次,零中频。零中频概念提出较早,但是发展较慢,甚至出现了停止发展的情况。在发展的过程中,零中频在很大程度上解决了高中频的弊端,但是又出现了新的问题,混频器与放大器之间的隔离效果不尽人意,且易出现干扰,相对来讲不适合在数字音频广播接收机中应用。

最后,低中频。低中频介于前两者中间,解决了零中频的问题,有具有较高的集成度,但是其镜频抑制能力较差。

综上所述,在选择接收机前端过程中,要综合考虑实际情况,选择合理的结构。

二、数字音频广播接收机前端设计分析

(一)DAB设计

DAB接收机前端主要采用U2731B专用芯片,并围绕着该芯片进行外围电路等内容的设计。在接收机前端设计之前要确定设计方案。将天线接收的射频信号转变到中频,并将中心频率设置到标准值;另外,还需要扩大微弱信号,为了确保A/D变换器稳定运行,要保障AGC输出信号稳定,最后,要完成本振频率的AFC,通过三个环节确定设计方案,为下个环节工作奠定基础。

U2732B作为专用芯片,具有射频前端的主要功能,并由多个模块构成,例如:增益可控射频混频器、中频混频器等,本文主要采用二次变频方案,分别设置两个频率,由于该芯片具有良好的自动增益控制性能,而且电路所有控制参数都由总线接口输入进去,可以人为设置信号幅度、灵敏度等,并经由外部中频带通滤波器滤波,将其作为前端电路输出[2]。

基于此种芯片下外围电路设计的射频和中频滤波器设计,受到输出信号幅度较大等因素的影响,本文采用电感、电容等无源器件进行设计。首先,对前端射频信号进行滤波处理,抑制镜像频率信号对接收效果的影响,提高广播质量。其次,中频主要通过第一、第二两个滤波器进行处理;最后,受到前端与基带相互独立的影响,需要将控制信号通过总线向芯片写入,以此来达到控制信号的目的。

通过对接收机进行实验发现,接收机符合标准,且性能、指标等良好,可以广泛使用。

(二)DRM可编程设计

目前,DRM已经成为了广播领域研究热点,由于数字信号处理器运算速度日渐提升,使得通信系统逐渐渗透其中,通信系统发射机将成为未来发展趋势。数字化无线电接收机具有性能优良、智能化处理等特点,且在一定程度上简化了接收机前端设计,通过对转化后的中频信号进行数字化,并进行编程变频器完成到基带,以此来降低码率输出。

由于存在多种数字音频广播体制,例如:DAB、DRM等,由此,可以设计出多体兼容可行方案。另外,模拟广播接收机将AM和FM两个频段接收机有机结合,而后,由于AM和DRM自身具有多模式等特征,将软件无线电融入其中,便能够设计出可编程数字下变频器。

DAB信号的射频载波频率范围是170MHz~230MHz,信号带宽1.536MHz,需要完成的功能包括将射频型号转变为中频信号、将微弱信号进行放大、完成本振频率AFC等。DRM接收机主要由前端模拟电路、模数转换电路等部分构成,而外围电路则由前端模拟电路、A/D变换电路和PDC电路组成,通过实际应用,这种模式能够实现兼容模拟广播和DAB、DRM数字广播的接收机前端,能够更好地提高广播质量,从而丰富人们的生活。就目前来看,广播主要采用模拟和数字广播并存的形式,吸取二者的精华,且越来越重视兼容的研究,主要是为了实现频率、宽带等之间的融合,为新技术能够推广奠定基础,从而提高广播质量,为研制符合我国标准的数字广播电视设备奠定了坚实的基础[3]。

(三)多制式兼容接收机设计

当前,世界广播发展的状况是模拟与数字广播并存,多种数字广播制式并存,同时这种状况在短时间内难以改变。因此,在对数字广播接收机进行设计的过程中应该对兼容多种体制的问题进行充分考虑。不同的数字广播体制中采用的激素都类似,例如在DAB与DRM中都采用的是OFDM调制,这些都为设计兼容不同标准的数字广播接收机奠定了一定的基础。不同的标准采用的频率、带宽等都存在一定的差异,导致其前端处理模块也不相同,在设计的过程中重视多制式兼容接收机的设计具有非常重要的现实意义。前文已经给出了DAB与DRM接收机前端的设计内容,将其作为多制式兼容接收机设计的基础。通过多制式兼容接收机中的模拟电路对DAB与DRM进行了整合;AD变换器一方面能够满足DRM前端采样率的要求,另一方面能够适应DAB前端4倍中频数字下变频算法;PDC 模块为 DRM 接收机相应模块增加 DAB 接收机数字正交解调的部分。

结论:根据上文所述,数字音频广播作为我国广播电视的重要组成部分,在社会主义精神文明建设等方面占据不可替代的位置。面对现代技术发展新形势,需要更好地进行接收机前端设计,促进广播质量的提高。本文主要从DRM和DAB两种模式入手,对二者接收效果进行分析,从而为我国广播事业可持续、健康发展提供支持。(作者单位:贵州工程应用技术学院)

参考文献:

[1] 陈静,彭安金,刘雨欣.基于余弦调制滤波器组的电力系统谐波分析[J].安徽电气工程职业技术学院学报,2010,18(03):259-261.

[2] 周永行,管华,董在望.DAB接收机中改进的数字下变频算法及实现[J].半导体技术,2012,20(05):12-14.

[3] 陆迎光,仇润鹤,孙晓靖.中频软件无线电接收机中信号传输和处理技术[J].电子技术,2011,10(8):158-159.

作者:杨洁

数字接收电路设计研究论文 篇3:

基于GSM接收机的多相滤波器的设计研究

【摘要】随着A/D变换技术、DSP技术、FPGA技术及ASIC等技术的发展,宽带数字化接收机正逐渐成为现代雷达、遥测及通信系统中必不可少的重要组成部分。其中多相滤波器是其中的关键技术,多相滤波可以利用抽取因子实现高效滤波,也起到抑制镜像干扰和邻道干扰的作用,因此多相滤波器的设计与研究就显得很重要。

【关键词】多相滤波器;GSM

随着A/D变换技术、DSP技术、等技术的发展,宽带数字化接收机正逐渐成为现代雷达、遥测及通信系统中必不可少的重要组成部分。但不管什么类型的低中频接收机,其基本原理框图都可采用低中频接收机原理结构框图如图1所示。

图1低中频接收机原理结构示意图

其中多相滤波器是其中的关键技术,多相滤波可以利用抽取因子实现高效滤波,也起到抑制镜像干扰和邻道干扰的作用,因此多相滤波器的设计与研究就显得很重要。

一、多相滤波器分析

在低中频接收机中,射频信号经过正交下变频,在I、Q两路信号中有用信号和镜像信号频率相同但相位相反即一个为正频率;另一个在负频率。对于一维实数域滤波器,如图2所示(低通,其它亦如此),由于其幅频响应对于正负频率分量对称,因而无法在滤出正频率信号分量的同时抑制负频率信号分量。

图2 五阶低通滤波器 图3五阶多相位滤波器

图3是五阶多相位滤波器极点分布与幅频响应曲线示意图。它是在图2实数域五阶低通滤波器基础上将极点向上平移ωc的情况,得到了中心频率为ωc的复数带通滤波器,亦即多相滤波器,

二、电路设计

多相滤波器的结构有无源和有源两种,其中无源结构要实现较宽的带宽必须由多阶级联,而多阶级联结构又是有损的,输出信号将会有很大程度的衰减,这就要求有额外的缓冲结构进行补偿,这样在增大芯片面积的同时必将又增大滤波器的功耗。这里采用有源RC结构,能够有效克服以上各方面不足。有源滤波器工作原理:用电流互感器采集直流线路上的电流,经A/D采样,将所得的电流信号进行谐波分离算法的处理,得到谐波参考信号,作为PWM的调制信号,与三角波相比,从而得到开关信号,用此开关信号去控制IGBT单相桥,根据PWM技术的原理,将上下桥臂的开关信号反接,就可得到与线上谐波信号大小相等、方向相反的谐波电流,将线上的谐波电流抵消掉。这是前馈控制部分。再将有源滤波器接入点后的线上电流的谐波分量反馈回来,作为调节器的输入,调整前馈控制的误差。图4是拟设计的一阶多相滤波器框图和电路原理图。

图4(a)一阶多相滤波器框图;(b)电路原理图

因此,为了得到较高的镜像抑制能力,通常选择较高的中心频率和高阶滤波器。它基本是在图4单阶基础上的级联。为了减小工艺参数和温度的变化对滤波器拐角频率的影响,实现时增加了可调电容以对滤波器频率特性进行校正。根据GSM窄带通信系统低中频接收机的结构特点,设计全集成有源多相位滤波器,电路在完成滤波的同时能有效地抑制镜像信号的干扰,实现了高集成度、低功耗、高效率的性能。

参考文献

[1]陈伟宁,秦士.多想滤波器的原理及其实现.清华大学学报.2001

[2]Richard G.Lyons.数字信号处理(朱光明,程建远,刘保童等译).北京:机械工业出版社,2006:259~269

[3]吴瑛,张莉,张冬玲,李萍.数字信号处理.西安:西安电子科技大学出版社,2009:149~184

[4]基于GSM接收机的多相滤波器的设.www.ic37.com.2009/12/07

[5]劉晓叶,宋家友,高向川.基于GSM接收机的多相滤波器的.数字化期刊.2009

[6]杨小牛,楼才义等.软件无线电原理与应用.北京:电子工业出版社,2001:28~30

作者:田春杰

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