デジタルダウンコンバータ

デジタル信号処理 では、デジタル ダウンコンバータ( DDC )は、後続の無線段階を簡素化するために、デジタル化された帯域制限信号を、より低いサンプリング レートのより低い周波数の信号に変換します。このプロセスでは、元の信号の対象となる周波数帯域のすべての情報を保持できます。入力信号と出力信号は、実数または複素数のサンプルにすることができます。多くの場合、DDC は生の無線周波数または中間周波数から複素ベースバンド信号に変換します。

DDC は、ダイレクト デジタル シンセサイザー(DDS)、ローパス フィルター(LPF)、ダウンサンプラー(ローパス フィルターに統合される場合もあります) の 3 つのサブコンポーネントで構成されます。

DDS は、中間周波数 (IF) で複素正弦波を生成します。中間周波数と入力信号を乗算すると、和周波数と差周波数を中心とするイメージが作成されます (これは、フーリエ変換の周波数シフト特性に従います)。ローパス フィルタは、差 (つまりベースバンド) 周波数を通過させ、和周波数イメージを拒否するため、元の信号の複素ベースバンド表現が得られます。IF と LPF 帯域幅を適切に選択すると、複素ベースバンド信号は数学的に元の信号と等しくなります。新しい形式では、簡単にダウンサンプリングでき、多くの DSP アルゴリズムにとってより便利です。

FIR、IIR、CICフィルターなど、適切なローパス フィルターを使用できます。最も一般的な選択肢は、デシメーション量が少ない (10 未満) 場合は FIR フィルター、ダウンサンプリング率が大きい場合は CIC フィルターの後に FIR フィルターを使用することです。

DDC には、DDS にフィードバック信号を入力するものを含め、いくつかのバリエーションがあります。これには次のものが含まれます。

• 決定指向キャリア回復 位相ロックループでは、IとQがPSK信号の最も近い理想的なコンステレーションポイントと比較され、結果として生じるエラー信号がフィルタリングされてDDSにフィードバックされます。
• BPSK/QPSK搬送波回復ループの一部としてIとQが乗算され、ローパスフィルタ処理されるコスタスループ

DDC は、フィールド プログラマブル ゲート アレイまたは特定用途向け集積回路のロジックに実装されるのが最も一般的です。ソフトウェア実装も可能ですが、DDS、乗算器、ローパス フィルタの入力段での操作はすべて、入力データのサンプリング レートで実行されます。このデータは通常、数十または数百 MHz でサンプリングするアナログ/デジタル コンバータ(ADC) から直接取得されます。

CORDICは、デジタルダウンコンバータの実装において乗算器を使用する代わりに使用される。^[1]

• ナショナルインスツルメンツの RF リソース
• ザイリンクス DDC ドキュメント
• アルテラ デジタルダウンコンバージョンシステムの設計
• MATLAB/MathWorks デジタルダウンコンバータ
• アナログデバイス AD6636 DDC データシート
• TI GC5018 8 ch DDC 製品ページは、Wayback Machineで 2011-06-04 にアーカイブされています。
• T. ホリス、R. ウィアー