手机射频芯片数字处理模块的设计与实现

摘要

本文研究并实现了CHRF06G/GSM/E-GSM/DCS/PCS手机射频芯片中的数字处理模块，数字处理模块主要实现手机射频芯片中对信号实现抽取和滤波，以及对信号的数字下变频等功能。 本模块它由三部分组成：∑-△ADC转换器的数字抽取滤波器，数字下变频和频选低通滤波器。整个设计主要实现了以下的功能：∑-△ADC转换器的数字抽取滤波器完成了对输出信号的位流进行抽取和量化，数字下变频部分将包含所有信道的宽带信号进行信道分离，分别提取需要的窄带信号，对于分离的窄带信号，降低其采样速率，即降低数据量，缓解基带部分的处理压力。而频选滤波器的作用是滤除带外信号和衰减噪声。 本文首先研究手机射频芯片中数字信号各处理模块的原理与规范，利用Matlab对其进行系统建模和功能仿真，确定其各个模块的功能和算法。确定项目的设计规格，划分各个硬件模块。然后用Verilog语言编写RTL级代码，搭建仿真平台以及编写各个模块的Testbench，进行功能验证。最后使用TSMCO.18.μmCMOS工艺对设计进行了逻辑综合。 利用 VCS 经过仿真后产生的结果来看，本设计实现了CHRF06G/GSM/E-GSM/DCS/PCS手机射频芯片中数字处理模块的所要求的功能，整个数字模块使用DC经过逻辑综合过的面积为0.03mm<'2>，并且整个模块具有数据处理精度较高，面积小，功耗低等特点。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章绪论

第二章数字抽取的基本概念

2.1抽样率变换的基本概念和方法

2.2抽样率变换的直接方法

第三章FIR数字滤波器的性质和实现方法

3.1线性相位特点

3.1.1线性相位特点

3.1.2线性相位FIR滤波器的幅频特性

3.2 FIR滤波器的设计方法

3.3 FIR数字滤波器的等波纹优化设计

第四章梳状滤波器的设计与实现

4.1梳状滤波器的频率特性

4.2梳状滤波器在∑-△A/D转换器中的应用

4.3梳状滤波器抽取滤波后信号的频谱特性

4.4梳状滤波器的设计功能描述

4.4.1梳状滤波器算法参数描述

4.4.2性能要求

4.4.3CIC顶层模块（TOP＿CIC）描述

4.5积分器(CIC_INT)的设计

4.5.1数据流图

4.5.2性能要求分析

4.5.3实现功能描述

4.6抽取器电路(CIC_DS)的设计

4.6.1数据流图

4.7微分器(CIC_DIF)的设计

4.7.1数据流图

4.7.2微分器性能要求分析

4.7.3实现功能描述

第五章半带抽取滤波器原理及设计

5.1第一级半带抽取滤波器原理及设计

5.1.1抽取比为2时对滤波器频率特性的要求

5.1.2半带FIR滤波器的性质

5.1.3半带滤波器的设计方法

5.2半带滤波器的设计与实现

5.2.1功能描述

5.2.2算法性能描述

5.2.3第一级半带滤波器TOP的设计(HBDF1_TOP)

5.2.4 DS模块描述(HBDF1_DS)

5.2.5第一级半带滤波器数据流图

5.3第二级半带抽取滤波器的实现

5.3.1第二级半带抽取滤波器的功能描述

5.3.2第二级半带抽取滤波器顶层模块(TOP_HBDF2)的设计

5.3.3 DS(HBDF2_DS)模块的设计

5.3.4第二级半带滤波器模块(HBDF2_HBF2)的设计

第六章数字下变频部分的设计与实现

6.1功能描述

6.1.1数字混频器的原理

6.1.2数控振荡器(NCO)的原理

6.1.3 CORDIC算法描述

6.1.4 DDC顶层的设计

6.1.5 CORDIC算法的一次迭代模块(CORDIC_STEP)的设计

6.1.6 CORDIC控制模块(CORDIC_CTRL)的设计

6.1.7相位求补器(QUA)的设计

6.2频选低通滤波器(TOP_LPF)的设计与实现

6.2.1频选低通滤波器(LPF_TOP)功能描述

6.2.2低通滤波器(LPF_TOP)数据流图

6.2.3低通滤波器(LPF_DP)实现功能描述

第七章结束语

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文