宽带通信芯片中级联积分梳状插值滤波器的优化设计

级联积分梳状(CIC)滤波器由于其结构简单、高效等优点,经常作为宽带通信芯片中的抽取器或插值器。随着通信系统以及超大规模集成电路的发展,芯片集成密度越来越高,需要对芯片中关键模块积分梳状滤波器进行面积的优化。为此,设计一种应用于无线宽带射频芯片的CIC插值滤波器。通过位宽优化方法减少滤波器内部节点位宽,并在增益校正部分采用输出截位后的正则有符号数字量编码乘法代替全位宽二进制补码乘法。实验结果表明,与优化前的CIC插值滤波器相比,该滤波器的电路面积可优化58%左右。

基于外推和级联积分梳状滤波器的多普勒插值方法

INS/GPS深组合导航系统的本地码和载波数控振荡器(NCO)控制量的计算需要利用滤波修正后的惯导位置信息或速度信息,其中的多普勒频移计算需要同时利用位置和速度信息。基带I、Q信息的更新率通常为1 kHz,利用惯导信息解算出的多普勒频移为100 Hz,利用级联积分梳状(CIC)滤波器进行插值有效解决了二者更新率的匹配问题。此外,导航滤波器的更新频率通常为1 Hz,惯导解算频率为100 Hz,对于低精度惯导系统,在滤波修正周期之间误差累积较快,利用外推方法有效控制了惯导解算误差。通过半实物仿真分析,基于外推和CIC滤波器的在线插值结果与基于B-样条插值结果对比,误差标准差约为1 Hz,误差的频谱被限定在0.02 Hz以内,结果表明了该方法的有效性。

非对称马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽光学梳状滤波器

为提高光交错复用器系统带宽的有效利用率,满足系统中不同传输速率对带宽的要求,针对信道间隔为50 GHz的输入信号提出了新的非对称MZI型不等带宽光学梳状滤波器,研究了该系统的输出谱和制作方法。基于光纤传输理论分析了设计构成,给出了输出谱表达式及设计中所需要的实验参量。当滤波器的两对光纤干涉臂长度差相等,各耦合器的耦合系数选取适当时,该器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,可分别用于10 Gb/s和40 Gb/s传输,信道间隔为0.8 nm,信道隔离度>25 dB;分析还发现该器件对3个耦合器的耦合参数不敏感。实验表明:该器件不仅能实现不等带宽输出功能,在实际制作过程中还由于器件对耦合器的耦合参数要求不是十分严格而降低了器件实际制作难度,因此具有实用价值。

级联积分梳状滤波器与DSP的实现

级联积分梳状滤波器(CIC)在数字信号处理中有着广泛的应用,特别适合用在信号带宽为窄带的降采样、升采样的数字变频中。首先对CIC的原理与DSP实现进行分析,然后给出了不同寻址方式的存储器安排图。

基于马赫-曾德尔干涉仪的全光纤梳状滤波器的研究

交叉复用Interleaver技术已成为解决网络扩容的有效办法。而全光纤型的梳状滤波器由于其优异的特性使其成为交叉复用技术的首选。本文对于几种基于全光纤马赫-曾德尔干涉仪制成的梳状滤波器介绍了他们的数学模型以及对他们的输出光谱等特性进行了仿真和比较,说明了其应用前景及其优异的特性。

全光纤迈克尔逊-萨尼克干涉仪型梳状滤波器实验研究

提出用 3dB耦合器和光纤环镜制作了一种全光纤迈克尔逊 萨尼克型光学梳状滤波器 ,其信道间隔为 5 0GHz。实验研究了其电调谐特性及干涉臂的扭转对其输出特性的影响。对全光纤迈克尔逊 萨尼克型梳状滤波器与马赫 曾德尔干涉仪型梳状滤波器的性能优劣进行了分析比较 ,其结果可以为今后该器件的制作及关键技术的解决提供参考。

马赫-曾德尔光纤干涉仪型梳状滤波器优化计算

提出了一种具有方波形输出谱的级联马赫-曾德尔光纤干涉仪型梳状滤波器的优化计算方法。利用传输矩阵法将级联马赫-曾德尔光纤干涉仪的输出光谱表示为显式函数,采用独特的递推方法将理想的梳状滤波器的方波型输出函数展开,当这2个函数的系数对比时,有时候没有精确解,此时利用Matlab,通过特别的优化计算,可以得到级联马赫-曾德尔光纤干涉仪的近似结构参数,使其输出谱近似为方波。设计实例表明:此种优化计算方法非常方便、灵活和有效。

基于FPGA的级联积分梳状滤波器设计与实现

针对软件无线电中的多速率信号处理,介绍了级联积分梳状滤波器的基本组成及设计原理,给出了基于FPGA的具体设计方案及实现方法。仿真结果表明,该设计简单合理,使用灵活方便,具有良好的性价比,可应用于各种多速率信号处理系统。

级联梳状积分滤波器的原理及FPGA实现

在软件无线电的下变频模块中,级联梳状积分滤波器有着重要的应用,其主要作用是信号的抽取与低通滤波。文中总结了级联梳状积分抽取滤波器的理论要点,并介绍了采用FPGA的滤波器设计方法,给出了仿真结果,并加以分析,从而证实了设计的可靠性和可行性。

可编程多级级联积分梳状内插滤波器的设计

从原理上分析了级联积分梳状滤波器(CIC滤波器)的特点,及主要参数对滤波器性能的影响。设计了多级级联CIC内插滤波器,利用"剪除"理论对每一级的输出位宽进行有效截取,在满足设计精度的前提下,不浪费硬件资源。采用多相滤波结构,将滤波器的工作时钟降低到单项滤波结构的1/4,降低运算模块设计难度,最高可实现1 GHz的工作频率。为满足不同的应用环境要求,设计了可编程控制模块,可实现2~63倍的不同插值。应用于某数字上变频电路中,基于0.18μm CMOS工艺流片,测试结果验证了所设计的滤波器功能可满足实际应用需求。

Sigma-Delta ADC数字抽取滤波器的设计和实现

数字抽取滤波器是Sigma-Delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC)的重要组成部分,它负责Σ-Δ调制器输出信号的滤波和抽取。文中设计的数字抽取滤波器由级联积分梳状(CIC)滤波器、CIC补偿滤波器和半带滤波器组成。首先,介绍Σ-ΔADC原理;然后,讨论数字抽取滤波器的原理及实现;接着,分别从MATLAB和Verilog实现验证抽取滤波器的功能;最后,通过测试实际芯片验证数字抽取滤波器的功能和性能,满足设计要求。

双光纤方向耦合器组成的梳状滤波器

提出了一种由双光纤定向耦合器组成的光学梳状滤波器,由传输矩阵法推导出了该模型输出光谱与有关参数之间关系的数学表达式,对决定滤波器输出光谱特性及其规律的相关参数进行了详细讨论。模拟与分析表明,在一定条件下,输出光谱半宽度?λ1/2、输出消光比以及波长隔离度等仅与耦合器的耦合比系数有关,具有明显的法布里-珀罗腔多光束干涉的特点,耦合比系数非常类似法布里-珀罗腔中的反射率,通过控制耦合比系数可以调节滤波器的输出光谱半宽度?λ1/2、输出消光比、波长隔离度,已适用不同的应用要求。

一种新型的全光纤平顶光学梳状滤波器

提出了一种新型的全光纤光学梳状滤波器方案,并分析了它的色散、波动幅度和带宽有效利用率,为光纤通信研究提供了一种可行的参考方案。

电能计量芯片Sigma-Delta ADC降采样滤波器设计

Sigma-Delta ADC精度高,是电能计量芯片的首选ADC。文中设计了一个应用于电能计量芯片中∑-△ADC的数字抽取滤波器,将∑-△调制器输出的串行比特流信号转换成多位并行输出。该抽取滤波器采样多级抽取结构,由级联积分梳状滤波器(Cascaded Integrator Comb,CIC),半带滤波器(Half Band Filter,HBF)以及FIR补偿滤波器组成。对各级滤波器的阶数、系数进行优秀设计,实现128倍的抽取。对HBF采用有符号正则数编码节(CSD)编码,经优化设计后,在CSMC 0.18um工艺下综合,与传统方法相比,面积减少8%,功耗降低15%。实验结果表明:该方法使抽取滤波器在面积和功耗上都有所改善,且性能完全符合电能计量芯片设计要求。

新型光学梳状滤波器输出光谱响应研究

提出了一种由2×2光纤耦合器和不同的3×3光纤耦合器构成的新型光学梳状滤波器,运用光纤传输理论和矩阵理论,得到该器件的输出表达式.通过数值模拟分析了光纤耦合器的耦合比对该器件性能的影响,给出了合理的取值范围.结果表明:当各个干涉臂长差和耦合比满足一定值要求时,可得到平坦的输出光谱,且器件奇偶信道在3dB透过带宽分别满足15GHz和60GHz的带宽要求,该滤波器较传统的等带宽交错滤波器有更高的带宽利用率.

新型梳状滤波器Y/C分离电路

介绍了当前彩色电视亮/色分离技术中2种动态梳状滤波器的电路结构与特点,并给出了较详实的应用技术参数。

不等带宽光学梳状滤波器

分析了马赫-曾德尔干涉仪( MZI)型50GHz不等带宽光学梳状滤波器(interleaver)的设计原理,给出一种新型系统结构及设计中所需要的实验参量.利用Gires-Tournois谐振腔(G-T腔)反射光相位的非线性性质,对其特性进行改善.改进后的光学梳状滤波器具有较好的平顶特性.

一种带自反馈光纤谐振腔的全光纤MZI型梳状滤波器的理论研究

为了改善全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型梳状滤波器(interleaver)的输出特性,提出了由一个2×2光纤耦合器和一个带自反馈光纤谐振腔的光纤耦合器级联组成的改善型的全光纤MZI型梳状滤波器。根据其结构,利用光纤传输理论和矩阵理论推导出了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟分析。结果表明:该器件在合理参数的情况下,利用带自反馈光纤谐振腔引入的相位调节效应,使其25 dB截止带宽为46.7 GHz,约占50 GHz频率间隔的93.4%,输出光谱形态近似于方波。当存在传输损耗时,两束干涉光信号的幅度不存在明显的差异,降低了传输损耗对滤波器消光特性的影响,与传统的光纤谐振环辅助非平衡MZI型梳状滤波器相比,不仅降低了传输损耗对滤波器消光特性的影响,而且还将所需的光纤耦合器数目减少至2个,使其在未来的密集波分复用系统中能发挥重要作用。

面向低轨卫星的低资源大带宽自适应成形滤波设计

由于低轨卫星通信过程中信号电平动态变化较大,为了提高信道利用率系统需要根据通信链路情况自动控制传输速率。为保证系统通信不中断,满足实时通信的需求,提出了一种面向低轨卫星的低资源大带宽新型成形滤波器设计方法,该方法采用并行多相级联积分梳状(Cascade Integrator Comb, CIC)滤波器的方式设计成形滤波器,能够实现几百kHz至几百MHz大带宽信号的成形,解决高、中、低速信号自适应连续成形滤波问题。相比传统成形滤波器的高速信号处理能力提高了8倍,能节省乘法器资源95%以上,适应低轨卫星通信场景下星载处理使用。仿真结果表明该滤波器对信号的成形效果和带外抑制情况与传统滤波器几乎一致。

级联马赫-曾德尔干涉仪光学梳状滤波的理论研究

提出一种级联马赫曾德尔光纤干涉仪 ,它是采用多个 3dB耦合器串联而成的。模拟与分析表明 ,当光纤干涉臂长度差ΔL按顺序取一系列定值时 ,将得到性能良好的梳状出射谱图。其干涉峰的边模抑制比随干涉臂数目的增多而变大。