带通信号采样理论中的若干问题研究

带通信号采样定理在实际应用中还存在若干问题需要明晰,如不混叠采样频率的范围和最优采样频率选择问题、对边缘频率分量非零的带通信号的采样适应性问题、对正弦类信号采样的适应性问题等。针对这些问题,该文从理论上进行了详细的分析和讨论。分析表明,带通信号的采样频率存在一个优化的选择范围,且对于某一确定的带通信号,存在一个最优的采样频率,该范围和最优采样频率均由信号的最高和最低频率成分以及信号带宽所确定;当带通信号的边缘频率分量非零时,采用两倍的信号带宽对其进行采样时将发生频谱混叠,且若在边缘频率处存在冲激函数,采样之后的信号将无法重建原信号。     

带通信号的数字正交采样及信号处理

带通信号的正交采样与处理是在对带通信号进行A／D变换后直接利用数字信号处理算法进行相干检波。本文讨论了三种带通信号的数字正交采样方法：低通滤波法、Hilbert变换法、傅立叶变换法，计算机模拟仿真试验证明，基于傅立叶变换的数字正交采样法获得的信号正交采样数据精度最高(镜频分量的抑制比最高)。     

多个带通信号低速率采样频率的选取方法

目的 用公共的低速采样频率对金频段内许多不同频点的带通信号进行采样。方法 分析了带通采样信号的频谱和规律．导出了低速采样频率的选取公式。结果 给出了运用选取低速采样频率公式选取频率的方法。结论 合理选取频点和低速采样频率能够实现用公共的低速采样频率对全频段内许多不同频点的带通信号进行采样。     

语音信号中相位信息的听觉感知研究

通过主观听觉测试实验，研究了语音信号中相位信息对人的听觉感知的影响．实验结果表明，保持语音信号的幅度谱不变，在改变其相位谱时，只要重建信号在时域中的包络不变，重建语音和原始语音就不存在主观听觉上的差异．重建语音的听觉感知效果主要取决于附加相位对频率的导数的起伏幅度．重建语音中不同频率分量之间的最大相对时移决定语音感知的质量，当最大相对时移小于10ms时，语音感知质量最优；只要相位失真带来的不同频率分量之间的最大相对时移小于20ms，就不会影响对连续语音的正常理解．     

一类非带限信号的恢复

本文报道了一类非带限信号恢复的一种方法。对非带限信号f(t),若存在可逆函数g(t),使g[f(t)]带限,其最高频率为ω_0,则f(t)可以从大于2ω_0采样率的采样数据准确重建。计算结果与本文建立的理论符合得很好。     

带通信号的一阶抽样和精确恢复

本文以简明的方式导出了带通信号的一阶抽样频率,说明了若抽样频率为f_s,则精确恢复原信号的理想带通矩形滤波器的带宽是f_s/2.设带通信号的谱分量限制在f_1≤|f|≤f_1+W内,抽样频率在(2f_2)/m≤f_s≤(2f_1)/(m-1)(m是不大于f_2/W的正整数)内选择,则理想带通恢复滤波器的冲激响应是h(t)=T_s/πt[sin2πf_οt-sin2π(f_α-f_s/2)t]这里f_α=(m/2)f_s.当f_s=(4f_ο)/(2m-1)时,该滤波器对称于中心频率f_ο。     

关于取样定理的进一步探讨

取样定理十分重要。它是模拟信号系统与离散信号系统的桥梁，它指出了实际应用中所必须遵循的最小取样速率。然而，我们在教学中发现，对于某些特殊信号，取样率还可以进一步减小。本文对这一问题进行探讨，并且证明了低通信号与带通信号的相互转化简题。最后根据这一原理提出一种简易晶多路通信系统的模型。     

宽带信号的高精度重构方法

提出了一种对宽带信号进行高精度采样的方法．其基本思想是把宽带信号进行频带分割,对所得到的每个子带信号分别用低速高精度的A／DC进行高精度采样并滤波,得到原宽带信号各个子带信号的采样序列,然后用各个子带信号的采样序列重构出原宽带信号的采样序列．给出了相应的重构算法,并进行了计算机仿真实验．仿真结果证实,所提出的方法具有较高的信号重构精度和较小的频谱失真．     

基于随机滤波的雷达信号采样和目标重建方法

受奈奎斯特采样定理的约束,传统雷达在提高分辨率和满足实时性要求时,面临高采样率、快处理速度、大存储容量等问题的挑战。压缩传感理论指出,稀疏信号可通过其一组线性测量值重建得到原信号,在获得测量值时,采样率可低于奈奎斯特采样频率。值得注意的是,当测量矩阵的元素具有随机性时,测量矩阵和稀疏化矩阵在较大概率上满足压缩传感理论的测量要求,具很强的适应性。然而,随机测量矩阵在雷达系统中很难实现。本文提出一种基于随机滤波的雷达信号采样和目标重建的方法,该方法计算效率高,只需在传统雷达系统中稍加改动即可实现。计算机仿真验证了该方法的可行性。     

带限离散谱连续信号频谱分析方法优化

实际系统中的连续信号随时间变化的规律可用信号的频谱完全描述。只有选择合理的采样频率和采样时区宽度，对信号有限多次观察测量才可能发现连续信号的频谱。因频率泄漏和频谱混叠的存在，采样法分析获得的信号频谱只能逼近连续信号实际频谱。研究发现，改变采样数据总量时，采样数据的频谱也随之改变。频谱成份最少的分析结果才最接近连续信号的频谱。可通过改变采样数据总量来找到连续信号频谱。设计了由采样数据识别带限离散谱连续信号频谱的Mathematica程序。     

基于软件无线电的宽带数字中频接收机研究

分析了基于软件无线电的宽带数字中频接收机中的关键技术一带通采样下变频技术、数字下变频技术、多速率处理技术，并实现了欠采样技术条件的软件系统仿真。由此可见，在现有条件下实现宽带数字中频接收机是可行的。     

基于软件无线电的宽带数字中频接收机研究

分析了基于软件无线电的宽带数字中频接收机中的关键技术－带通采样下变频技术、数字下变频技术、多速率处理技术，并实现了欠采样技术条件的软件系统仿真。由此可见，在现有条件下实现宽带数字中频接收机是可行的。     

用PSCF设计自适应带通滤波器

为了解决信号处理和测量中信号为慢时变雎衰以和噪声干扰较大的难题，设计了一种自适应带通滤波器、该滤波器以可编程开关电容滤波器和锁相环为核心，其显著的特点是ＡＤＢＦ的滤波频率可以自适应地跟踪输入信号的频率，而且它的Ｑ值和中心频率可以独立编程。     

基于双面平行带线的三通带滤波器设计

为了实现三带通滤波器的小型化、高边缘选择性、通带独立可调以及电路设计简单化,提出了一种具有高选择性的三通带滤波器(BPF)设计方法.该滤波器基于中间层插入导体平面的双面平行带线,由分别位于顶层和底层的2个谐振器组成,并由它们谐振产生3个不同的通带,第1和第3个通带的频率由顶层的枝节加载型阶跃阻抗谐振器控制,第2个通带的频率由底层的半波长谐振器控制;顶层谐振器采用交叉耦合结构以产生传输零点,提高滤波器的边缘选择性.最后设计加工了一个工作在2.38、3.40和5.15 GHz的三通带滤波器并进行了实验,实验结果和仿真结果吻合良好,从而验证了文中所提设计方法的有效性.     

微波交指型带通滤波器的设计

采用经典设计法,由集总低通结构变换到交指型微带线结构。设计了2个频带分别是(1—1.41)G和(1.41—2)G的交指型微带线带通滤波器,从而解决了集总元件滤波器在高频范围内结构复杂,带宽低和插入损耗太大的问题。基于ADS软件仿真和优化,并用矢量网络分析仪进行测量其S21曲线,设计最终结果与理论吻合,达到指标要求。     

雕落模波导带通滤波器的理论与设计

本文论述雕落模波导带通滤波器的原理,得出此种滤波器的设计公式,并给出一个实例。此例中,滤波器的中心频率为3GHz,用10级Butterworth响应低通原型滤波器来综合。     

数字式可编程带通滤波器的研究

介绍一种新型的数字式可编程带通滤波器.该滤波器是由高通滤波器和低通滤波器串联组成的RC有源滤波器.传统的RC有源滤波器不能用数字量来控制截止频率,采用数/模转换器代替可调电阻,实现用数字量改变电阻值,从而达到改变截止频率的目的.该滤波器可与MCS-51单片微机直接接口.在所研制的智能化仪器中使用,获得了满意的效果。     

一种微带线射频带通滤波器的设计与研究

针对特定混频器双端输出的边带信号的提取,设计一种工作在中心频率为750MHz的带通滤波器。介绍了变平衡为不平衡输出的实现原理,利用计算机辅助设计工具ADS进行设计微带线滤波器,给出微带线的PCB尺寸。仿真结果证明此带通滤波器参数符合应用要求。