EDN China > 设计实例 > 可编程器件 > FPGA > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 多相滤波的数字相干检波原理及FPGA实现

电子科技 何光明 黄云?? 2010年11月17日 ?? 收藏0

  介绍一种利用带通采样定理及多相滤波的方式实现数字相干检波的方法,由于采用数字信号处理的方式获取I、Q基带信号,因此具有镜频抑制能力强、线性动态范围大、系统设备简单、一致性好等优点。文章主要从理论及工程实现两个方面展开论述。

  1 基本原理

  设某一数字滤波器的脉冲响应为h(n),则其Z变换H(z)定义为

公式

  对式(1)展开变换后,可得

公式

  令公式

公式

  式(2)即为数字滤波器H(z)多相滤波结构,显然H(z)由D个EK(z),K=0,1,2,…,D-1分支滤波器构成,并且每个滤波器的阶数为H(z)阶数的1/D,这种多相滤波的结构不仅能够提高系统实时处理能力,而且可以降低传统滤波器滤波运算后的累计误差。下面对多相滤波技术在数字相干检波中的应用进行理论分析。

  通常,对于载频为fo的带限(带宽B)中频信号,若以采样率为fs=4fo/(2m+1),m=O,1,2,…,且fs≥2B对其采样,通过符号修正及多相滤波的方式可准确获得正交的两路基带信号,如图1所示。

通过符号修正及多相滤波的方式可准确获得正交的两路基带信号

  设信号x(t)=a(t)cos[2πfot+φ(t)],若以采样率为fs=4fo/(2m+1),m=0,1,2,…,且fs≥2B对x(t)采样后得到的采样序列为

公式

  式中,公式分别为信号的同向分量和正交分量,对x(n)进行奇偶分路和符号变换,可以得到

公式

  显然,公式公式分别为同向分量和正交分量的2倍抽取序列,容易证明公式公式的数字谱为

公式

  式(7)和式(8)描述了正交解调后同向I及正交Q支路的频谱,但二者的数字谱相差一个延迟因子公式,这相当于在时域上相差O.5个采样点,需要两个延迟滤波器校正,这两个滤波器需要满足公式公式,两路延迟滤波器需要具有相似的幅度或相位特性,保证、支路严格匹配。

  理论分析知,可以采用多相滤波的方式从一原型低通滤波器中取出数字谱相差公式的两个支路分别对I、Q两路延迟滤波,由于两个滤波器是从同一个原型滤波器中抽取出来的两个分支,因此具有相似的幅度及相位特性。

  设原型滤波器的冲击响应为h(n),由(1)式知,其多相结构第K条支路的冲击响应为

公式

  则EK(z)频率响应为

公式

  令D=4,则式中除i=0项不为零外,其余均为零,所以求得

公式

  提取K=3及K=1作为式(7)及式(8)I、Q两路延迟滤波,得

公式

  由此可见,经过公式滤波,两个正交得基带信号公式在时间上完全对齐,满足数字正交相干检波的要求。

  2 仿真分析

  下面采用多相滤波的方法对带宽B=5 MHz,载频fo=60 MHz,信号频率fd的带限信号直接中频采样提取正交的基带分量,采样频率fs=80 MHz,依照多相滤波原理,设计阶数为N,截止频率为B的FIR原型低通滤波器,并从中抽取出数字谱相差公式两个支路分别对I、Q两路延迟滤波,测试不同频率点的镜频抑制比,仿真测试结果如表1所示。

仿真测试结果


上一页12下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

相干检波? 多相滤波? FPGA? AD9854?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈