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Convertidor descendente digital

En el procesamiento de señales digitales , un convertidor descendente digital ( DDC ) convierte una señal digitalizada de banda limitada en una señal de frecuencia más baja a una frecuencia de muestreo más baja para simplificar las etapas de radio posteriores. El proceso puede preservar toda la información en la banda de frecuencia de interés de la señal original. Las señales de entrada y salida pueden ser muestras reales o complejas . A menudo, el DDC convierte la frecuencia de radio bruta o la frecuencia intermedia en una señal de banda base compleja .

Arquitectura

Un DDC consta de tres subcomponentes: un sintetizador digital directo (DDS), un filtro de paso bajo (LPF) y un submuestreador (que puede estar integrado en el filtro de paso bajo).

Diagrama de bloques DDC

El DDS genera una sinusoide compleja en la frecuencia intermedia (IF). La multiplicación de la frecuencia intermedia con la señal de entrada crea imágenes centradas en la frecuencia de suma y diferencia (que se desprende de las propiedades de desplazamiento de frecuencia de la transformada de Fourier). Los filtros de paso bajo pasan la frecuencia de diferencia (es decir, la banda base) mientras rechazan la imagen de frecuencia de suma, lo que da como resultado una representación compleja en banda base de la señal original. Suponiendo una elección juiciosa del ancho de banda de IF y LPF, la señal de banda base compleja es matemáticamente equivalente a la señal original. En su nueva forma, se puede reducir fácilmente la resolución y es más conveniente para muchos algoritmos DSP.

Se puede utilizar cualquier filtro de paso bajo adecuado, incluidos los filtros FIR , IIR y CIC . La opción más común es un filtro FIR para cantidades bajas de diezmado (menos de diez) o un filtro CIC seguido de un filtro FIR para índices de submuestreo mayores.

Variaciones sobre la DDC

Existen varias variaciones del DDC que son útiles, incluidas muchas que introducen una señal de retroalimentación en el DDS. Entre ellas se incluyen:

Implementación

Los DDC se implementan con mayor frecuencia en lógica en matrices de puertas programables en campo o circuitos integrados específicos de la aplicación . Si bien también son posibles las implementaciones de software, las operaciones en los DDS, multiplicadores y etapas de entrada de los filtros de paso bajo se ejecutan a la frecuencia de muestreo de los datos de entrada. Estos datos se toman comúnmente directamente de los convertidores analógico-digitales (ADC) que muestrean a decenas o cientos de MHz.

Los CORDIC son una alternativa al uso de multiplicadores en la implementación de convertidores descendentes digitales. [1]

Referencias

  1. ^ Loehning, M.; Hentschel, T.; Fettweis, G. (2000). Conversión descendente digital en terminales de radio por software . 10.ª Conferencia Europea de Procesamiento de Señales (EUSIPCO 2000). págs. 1517–1520.

Lectura adicional