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DIGITAL
DDC
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- ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015
vi solamente agli impulsi passati, dato che non
c’è retroazione. La banda passante del filtro do-
vrebbe corrispondere allo spettro di frequenze
effettivo del convertitore dopo la decimazione.
Ampiezza dei filtri DDC
I rapporti di decimazione per le conversio-
ni DDC sono basati tipicamente su fattori in-
teri che sono potenze di 2 (2, 4, 8, 16 e così
via). Tuttavia, il fattore di decimazione potreb-
be in realtà essere qualsiasi rapporto basato
sull’architettura DDC, inclusa la decimazione
con rapporti frazionari. In quest’ultimo caso,
è necessario prevedere un blocco di calcolo
per l’interpolazione a monte della decimazione
per ottenere un rapporto frazionario razionale.
Idealmente, il filtro digitale dovrebbe adattarsi
precisamente alla banda di frequenze di deci-
mazione e filtrare qualsiasi cosa al di fuori da quella ban-
da. Tuttavia, l’ampiezza di un filtro efficace in pratica non
corrisponderebbe esattamente all’intera banda del rapporto
di decimazione. L’ampiezza del filtro corrisponderà quin-
di a percentuale della frequenza di decimazione, come ad
esempio 85 o 90%. Ad esempio, la banda utilizzabile di un
fattore di decimazione pari a 8 potrebbe essere la velocità
di campionamento divisa per 10, ossia fs/10. Lo stadio di
filtraggio DDC deve assicurare un’oscillazione ridotta nella
banda passante e un elevato grado di reiezione alla distor-
sione (alias) bella banda di arresto.
Il problema della frequenza
A questo punto è utile domandarsi se i filtri DDC hanno
frequenza fissa, o se possono essere regolati e centrati su
una particolare banda di interesse. Le osservazioni fatte su-
gli stadi di decimazione e di filtraggio dei componenti DDC
sono valide solo se la frequenza desiderata si trova all’in-
terno della banda passante del filtro dalla continua. In caso
contrario è necessario è necessario regolare il filtro su una
regione diversa dello spettro di frequenze al fine di osserva-
re il segnale di interesse. La banda stretta può essere rego-
lata all’interno della prima o della seconda regione di Nyqui-
st per mezzo di un oscillatore a controllo digitale (NCO).
Quest’ultimo consente di regolare e combinare la banda del
filtro in una porzione diversa dello spettro a larga banda (Fig.
1). Una parola binaria programmabile (tuning word) fornisce
un divisore frazionario della velocità di campionamento con
una risoluzione di posizionamento della frequenza definita
dal numero dei bit usati nella parola binaria che consente di
mixare la banda di interesse. La parola in questione è carat-
terizzata dall’intervallo di regolazione e dalla risoluzione tale
da posizionare il filtro dove necessario. Una tipica parola di
regolazione dell’NCO potrebbe raggiungere i 48 bit di risolu-
zione attraverso due bande di Nyquist della frequenza cam-
pionata, adeguata per gran parte delle applicazioni. L’NCO è
abbinato a un mixer. Funzionando più come un mixer ana-
logico in quadratura, questo dispositivo effettua la conver-
sione in banda base di segnali in ingresso reali e complessi
usando la frequenza dell’NCO come un oscillatore locale. Il
filtro segue lo stadio di traslazione di frequenza. Dopo che la
banda portante è regolata verso la continua, il filtro riduce la
velocità di campionamento, garantendo una riduzione ade-
guata dei fenomeni di alias prodotti dalle portanti adiacenti
indesiderate attorno alla banda regolata di interesse.
Durante il mixing di un segnale reale di ingresso in banda
base, vengono introdotti 6 dB di perdita di segnale a cau-
sa del filtraggio dell’immagine negativa. L’NCO introduce
un’ulteriore perdita di inserzione di valore ridotto. La perdita
complessiva di segnale reale di ingresso composto in banda
base è tipicamente poco più di 6 dB. L’NCO consente di rego-
lare lo spettro in ingresso fino alla continua, dove può essere
efficacemente filtrato dai blocchi di filtraggio successivi per
evitare l’aliasing. La conversione DDC potrebbe anche inclu-
dere uno stadio di guadagno digitale. Quest’ultimo consente
al sistema di fornire 6dB o più di guadagno..
Interrupt interprocessore
La decimazione dei campioni dell’ADC elimina la necessi-
tà di inviare informazione indesiderate verso la banda base
lungo la catena del segnale, che alla fine sono comunque
scartate. Di conseguenza, dato che questi dati sono filtrati, si
riduce la banda dei dati in uscita richiesta all’interfaccia in
uscita dell’ADC. Questa riduzione è bilanciata dall’aumento
dei dati da entrambe le uscite dati I/Q. Ad esempio, un filtro
con decimazione per 16 con dati in formato di tipo I e Q ri-
Fig. 1 – La traslazione di frequenza effettuata usando un filtro passa basso e un NCO rag-
giunge efficacemente un filtro passabanda alla frequenza di interesse. La pianificazione
delle frequenze fa sì che le armoniche indesiderate, le spurie e le immagini cadano fuori
banda