数字中频正交采样及其FPGA实现

2010-11-19 20:37:23来源: 国外电子元器件

  引言

  现代雷达普遍采用相参信号来进行处理,而如何获得高精度基带数字正交(I,Q)信号是整个系统信号处理成败的关键。传统的做法是采用模拟相位检波器来得到I、Q信号,其正交性能一般为:幅度平衡在2%左右,相位正交误差在2°左右,即幅相误差引入的镜像功率在-34 dB左右。这样的技术性能限制了信号处理器性能的提高。为此,近年来提出了对低中频直接采样恢复I、Q信号的数字相位检波器。随着高位、高速A/D的普遍应用,数字相位检波方法的实现已成为可能。本文介绍了一种正交相干检波方法,并给出了其FPGA的实现方案。

  1 基本原理

  1.1 中频信号分解的基本原理

  一个带通信号通常可表示为:

公式

  其中,xI(t)、xQ(t)分别是s(t)的同相分量和正交分量。ω0为载频,a (t)、φ(t)分别为包络和相位。它们之间具有如下关系:

公式

  所构成的复包络信号为公式公式,该信号包含了式(1)中的所有信息。

  要对中频信号进行直接采样,首先要保证采样后的频谱不发生混叠。根据基本的采样理论,即Nvquist采样定理要求以不低于信号最高频率两倍的采样速率对信号直接采样,才能保证所得到的离散采样值能够准确地确定信号。然而,如果信号的频率分布在某一有限频带上,而且信号的最高频率fH远大于信号的带宽,那么,此时若仍按Nyquist采样率来采样,则其采样频率就会很高,以致难以实现,或是后续处理的速度不能满足要求。因此,此时就要用到带通采样理论。

  所谓带通采样定理,即设一个频率带限信号选x(t),其频带限制在(fL,fH)内,此时,如果其采样速率满足:

公式

  式中,n取能满足fs≥2(fH-fL)的最大正整数(O,1,2,……),则用fs进行等间隔采样所得到的信号采样值就能准确地确定原始信号。

  式(4)中的fs用带通中心频率f0和频带宽度B可表示为:

公式

  其中,公式,n为整数,且要求满足fs≥2B,B为信号带宽。

  值得指出的是,上述带通采样定理适用的前提条件是:只允许在其中的一个频带上存在信号,而不允许在不同的频带上同时存在信号,否则将会引起信号混叠。

[1] [2] [3]

关键字:FPGA  中频信号  带通采样

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/1119/article_1446.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
FPGA
中频信号
带通采样

小广播

独家专题更多

迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
迎接创新的黄金时代 无创想,不奇迹
​TE工程师帮助将不可能变成可能,通过技术突破,使世界更加清洁、安全和美好。
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 

夏宇闻老师专栏

你问我答FPGA设计

北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved