手机射频芯片数字处理模块的设计与实现

论文摘要

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.18μmCMOS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0.0mm2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。

论文目录

• 摘要
• AB5TRACT
• 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
• INT）的设计'>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
• DS）的设计'>4.6 抽取器电路（CIC_DS）的设计
• 4.6.1 数据流图
• DIF）的设计'>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
• TOP）'>5.2.3 第一级半带滤波器TOP的设计（HBDFI_TOP）
• DS）'>5.2.4 DS模块描述（HBDFI_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
• HBDF2）的设计'>5.3.2 第二级半带抽取滤波器顶层模块（TOP_HBDF2）的设计
• DS）模块的设计'>5.3.3 DS（HBDF2_DS）模块的设计
• HBF2）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
• STEP）的设计'>6.1.5 CORDIC算法的一次迭代模块（CORDIC_STEP）的设计
• CTRL）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
• LPF）的设计与实现'>6.2 频选低通滤波器（TOP_LPF）的设计与实现
• TOP）功能描述'>6.2.1 频选低通滤波器（LPF_TOP）功能描述
• TOP）数据流图'>6.2.2 低通滤波器（LPF_TOP）数据流图
• DP）实现功能描述'>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