GC4016是Craychip公司生產(chǎn)的一種高性能、多通道數(shù)字下變頻器。文中介紹了GC4016的主要特點(diǎn)和性能，給出了GC4016在軟件無線電中的應(yīng)用方法，同時(shí)給出了基于GC4016的數(shù)據(jù)采集卡和微機(jī)

　　1　引言

　　軟件無線電是近年來隨著計(jì)算機(jī)及微電子技術(shù)的高速發(fā)展而產(chǎn)生的一種全新的無線電技術(shù)。它的出現(xiàn)是無線電通信從模擬到數(shù)字、從固定到移動(dòng)后，由硬件到軟件的第三次變革。Graychip公司生產(chǎn)的多通道數(shù)字下變頻器GC4016的主要功能是將高速的數(shù)據(jù)流下變頻成基帶數(shù)據(jù)，從而在很大程度上緩解了A/D采樣后數(shù)據(jù)處理的困難。

　　2 GC4016的主要特點(diǎn)

　　GC4016的原理框圖和四個(gè)數(shù)字下變頻通道中每一個(gè)通道的數(shù)字信號處理原理框圖分別如圖1和圖2所示，

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　　該器件的主要特點(diǎn)如下：

　　●輸入信號速率可達(dá)100Msps;

　　●具有大于115dB的無寄生動(dòng)態(tài)范圍;

　　●有四個(gè)獨(dú)立的可編程下變頻通道，每個(gè)通道的最大可用基帶帶寬為2.25MHz，而且每個(gè)通道的參數(shù)都可以靈活、獨(dú)立地編程和設(shè)置;也可合并為兩個(gè)通道，每通道的最大可用基帶帶寬為4.5MHz;若將其合并為單一通道，則最大可用基帶帶寬為9MHz;

　　●每個(gè)通道均支持一個(gè)用戶可編程基帶濾波器和一個(gè)可編程重采樣器，從而使器件適合于中頻處理;

　　●總的抽取因子為8～16384，其中32～16384 對應(yīng)每個(gè)單通道;16～32對應(yīng)兩通道聯(lián)合;8～16對應(yīng)四通道聯(lián)合;

　　●采樣輸出可為12bit、16bit、20bit或24bit;

　　●輸出形式靈活多樣，即可并行輸出又可串行輸出，同時(shí)可選擇輸出幅度、相位、頻率或正交I、Q兩路數(shù)據(jù)等所需信息;

　　●具有獨(dú)立的調(diào)制、相位和增益控制功能;

　　●采用32位的數(shù)控本振(NCO)，分辨率為0.02Hz;

　　●各獨(dú)立通道的濾波器為五級CIC、可編程21階FIR、可編程63階FIR和重采樣FIR。

　　此外，GC4016還具有靈活的可編程特性，其內(nèi)部共有255個(gè)32位控制字寄存器(偏移地址為00h～0FFh)，可用于決定內(nèi)部各功能模塊的參數(shù)設(shè)置(如載波中心頻率、FIR濾波器系數(shù)、抽取因子、數(shù)據(jù)輸出的格式與方式等);用戶通過控制接口既可以寫控制字，也可以讀出某些狀態(tài)信息。但在對控制接口進(jìn)行寫操作時(shí)，32位的數(shù)據(jù)與8位地址是分為5個(gè)字節(jié)并按一定順序依次寫入的，這給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了或多或少的麻煩。盡管GC4016在設(shè)置上比較復(fù)雜，但其功能非常強(qiáng)大，使用相當(dāng)靈活。