2.2 CIC濾波器的設計與實現(xiàn)
CIC濾波器由積分器、抽取器（插值器）和梳狀濾波器組成[5]。CIC濾波器的沖擊響應具有如下形式：

以抽取為例，當CIC 濾波器階數(shù)（M）與抽取倍數(shù)（D）相等時可以實現(xiàn)CIC濾波與抽取過程同時進行，從而達到減小運算量節(jié)約硬件資源的目的。因此在本設計中選擇濾波器的階數(shù)和抽?。▋炔澹┮蜃右恢?。

根據(jù)以上分析可知，設計CIC 濾波器時需要考慮兩個參數(shù)，分別是濾波器的抽取（內插）因子和級聯(lián)數(shù)目，其影響著阻帶衰減等性能。

圖5 5級CIC濾波器幅頻特性（階數(shù)M=5）

2.3 半帶濾波器的設計與實現(xiàn)
半帶濾波器是一種特殊的FIR濾波器（一半的系數(shù)是0），濾波器的通帶和阻帶對稱，即通帶容限和阻帶容限相等，特別適合作變換因子為2N 倍的抽取或內插運算，計算效率高，本設計采用最優(yōu)化等波紋法設計濾波器，不僅可以減小濾波器的采樣點數(shù)，還具有很強的優(yōu)越性[6]。

在多級半帶濾波器系統(tǒng)中，因每級濾波器后均需要進行2倍抽?。▋炔澹?，又因各級半帶濾波器要求通帶容限與阻帶容限相同，因此可令容限δ 為：

式中：D 為抽取系統(tǒng)總的抽?。▋炔澹┮蜃?。在本設計中，設計系統(tǒng)的通帶容限和阻帶容限均為0.001。

3 系統(tǒng)的建模與仿真

為了驗證數(shù)字變頻器的正確性，本設計中，對變頻器輸入一個頻率為125 kHz，采樣率為625 kHz 的正弦波，用ModelSim對變頻器進行仿真：

圖6給出了在激勵信號的作用下，變頻器的時序仿真圖。由于I，Q兩路的模塊是一樣的，在此只看I路。其中第一路是輸入的激勵信號源采樣率為625 kHz；第二路是經過數(shù)字上采樣的信號，采樣率變?yōu)?50 MHz；第三路是經過數(shù)字上變頻輸出的中頻信號；第四路是數(shù)字下變頻輸出的基帶信號，采樣率為625 kHz。由圖6可以觀測出，變頻器正確地實現(xiàn)了數(shù)字上下變頻。

圖6 系統(tǒng)時序仿真圖

圖7 給出了示波器觀測到的L?DACS1 系統(tǒng)數(shù)字上變頻后的中頻信號時域波形圖，為了進一步驗證數(shù)字上變頻的正確性，用頻譜儀對中頻輸出信號進行觀測，結果如圖8所示。

圖7 示波器觀測L?DACS1系統(tǒng)中頻信號波

圖8 頻譜儀觀測L?DACS1系統(tǒng)的中頻信號頻譜

圖8 顯示的是頻譜儀觀測的L?DACS1 系統(tǒng)數(shù)字上變頻后信號的頻譜圖。由圖8可以觀測出，頻譜的寬度是498 kHz，中頻在30 MHz，符合L?DACS1設計規(guī)范，進一步驗證了數(shù)字上變頻的正確性。

4 結語

數(shù)字變頻器是整個軟件無線電中最為關鍵的信號處理模塊之一，本設計采用模塊化的思想，對變頻器的整體設計方案進行不斷優(yōu)化，同時對數(shù)字振蕩器、CIC濾波器、HB 濾波器等模塊建立模型，不斷地仿真和驗證，修改參數(shù)濾波器參數(shù)，最后建立了性能最佳的數(shù)字變頻器。把數(shù)字變頻器應用到L?DACS1 系統(tǒng)中，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的正確傳輸，取得很好的效果，因此本設計具有較高使用價值。