[发明专利]一种多通道数字下变频装置

权利要求书

1.一种多通道数字下变频装置，包括：一信号采集模块，由m路独立的信号采集通道组成，每路信号采集通道包括模拟信号调理电路和模数转换器，用于对多路模拟中频信号进行调理以及数字化，得到m路采样数据，其中，信号采集通道路数m≥2；其特征在于，还包括：

一m×n路开关矩阵，其m路输入与信号采集模块输出的m路采样数据连接，用于对m路采样数据进行选择，使任意一路采样数据与开关矩阵n路输出的任何一路或多路连接，其中，开关矩阵输出路数n＝4m；

一数字下变频模块，由n个可编程数字下变频器组成，n个可编程数字下变频器的输入分别与开关矩阵n路输出相连，每个可编程数字下变频器对输入到该数字下变频器的采样数据进行正交解调、数字抽取和低通滤波处理；

一FPGA控制器，作为主控芯片接收上位机的控制命令，通过命令解析与分发实现三种控制：

第一，控制数字下变频模块，确定数字下变频模块的工作模式：

1)、窄带并行模式：n个可编程数字下变频器独立并行工作，形成n个数字下变频通道；

2)、正交联合模式：每两个可编程数字下变频器联合工作，形成n/2个数字下变频通道，同一数字下变频通道中，一数字下变频器输出正交解调后复数数据的实部，而另一数字下变频器输出复数数据的虚部，在这种工作模式下，基带处理带宽是窄带并行模式的2倍；

3)、正交交替联合模式：每四个可编程数字下变频器联合工作，形成n/4个数字下变频通道，同一数字下变频通道中，两个数字下变频器分别输出偶时间输入信号经正交解调后复数数据的实部和虚部，另外两个数字下变频器分别输出奇时间输入信号经正交解调后复数数据的实部和虚部，在这种工作模式下，基带处理带宽是窄带并行模式的4倍；

第二，控制m×n路开关矩阵的输入输出连接状态，进而完成m路信号采集通道与数字下变频通道的配对连接，使其按照不同下变频工作模式进行解调；

第三，控制每一个数字下变频器，将数控振荡器的指标参数、数字抽取器的指标参数以及低通滤波器的指标参数写入对应的内部寄存器，使每个数字下变频器独立可编程。

2.根据权利要求1所述的多通道数字下变频装置，其特征在于，所述的内部寄存器包括目标参数寄存器和交替时间寄存器；

目标参数寄存器包括数控振荡器NCO参数寄存器、数字抽取器参数寄存器以及低通滤波器参数寄存器等，数字下变频器根据这些寄存器的参数值执行相应的数字下变频工作；交替时间寄存器确定数字下变频器处理的时间序列方式，输入到数字下变频器的数据序列为：

f＝{x[0]，x[1]，x[2]，x[3]，x[4]，...，x[i]，...}

则当交替时间寄存器SAMPLE_REG＝0时，数字下变频器将对该序列进行数字下变频处理；

当交替时间寄存器SAMPLE_REG＝1时，数字下变频器将对该序列的偶次项，即对：f₁＝{x[0]，x[2]，x[4]，x[6]，x[8]，...，x[2i]，...}进行数字下变频处理；

当SAMPLE_REG＝2时，数字下变频器将对该序列的奇次项，即对：f₂＝{x[1]，x[3]，x[5]，x[7]，x[9]，...，x[2i+1]，...}进行数字下变频处理；

当工作在窄带并行模式时，n个数字下变频器独立并行工作，形成n个并行数字下变频通道，配置每个数字下变频器的交替时间寄存器SAMPLE_REG值为0；

当工作在正交联合模式时，每两个数字下变频器联合工作，形成n/2个并行数字下变频通道；配置每个数字下变频通道中的两个数字下变频器的数控振荡器输出的正交混频信号间有π/2的相位偏移，配置所有数字下变频器的交替时间寄存器SAMPLE_REG值为0；

当工作在正交交替联合模式时，每四个数字下变频器联合工作，形成四个并行数字下变频通道；配置每个通道中的前两个数字下变频器的数控振荡器输出的正交混频信号间有π/2的相位偏移，配置后两个数字下变频器的数控振荡器输出的正交混频信号间有π/2的相位偏移，配置前两个数字下变频器的交替时间寄存器SAMPLE_REG值为1，配置后两个数字下变频器的交替时间寄存器SAMPLE_REG值为2。