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)。     

无线声表面波传感信号的正交采样处理

声表面波(SAW)延迟线型无线传感器测量系统中，信号在反射栅上的延迟时间随着被测量的变化而发生改变．如何提取回波信号上的延时信息是提高传感器精度的关键．理论分析和实验都表明，以往采用的相干I、Q解调测量相位方法存在着较大的相位测量误差．为进一步减小这些误差，引入了基于多相滤波的正交变换方法对无线SAW信号进行检波处理，在数字域中实现整倍抽取和延迟校正滤波，实现信号的正交采样．仿真和实验结果表明，正交采样法能够消除模拟解调所带来的误差．这种方法既提高了相位检测精度．也保证系统容易实现．最后，给出了测试系统的硬件实现方案．     

脉冲步进频率雷达宽带数字接收

根据脉冲步进频率信号的特征，提出了一种新的宽带数字接收方案．通过对回波脉冲串的分组采样和数字正交混频，实现了宽频带的步进频率脉冲信号的频率搬移，显著降低了信号的采样速率和硬件实现的复杂性．通过多级滤波设计和结构优化，简化了处理结构并提高了滤波性能和实时性．该宽带数字接收处理方法从根本上解决了传统的步进频率混频和相干检波模拟电路中存在的寄生调制和I／Q通道幅相不一致的问题．利用QuartusⅡ软件进行了电路设计和时序仿真，仿真结果表明该数字接收机的处理性能可以满足实时处理的要求，有很好的仿真成像结果．     

正交相干检波的误差分析

正交相干检波器输出的同相分量和正交分量之间的辐射并非完全相等，相位并非完全正交，通常存在幅度和相位误差，该文首先推导了相干检波器输出的信号表达式，然后在假定误差由中信号分频分裂和本振信号９０°移相产生的条件下，给出了正交检波器输出的误差信号表达式，并分析了误差功率及其频谱特性，得到了幅度和相位误差与输出信号信噪比的关系式，最后给出了微机仿真结果。     

关于提升系数的确定与滤波的构造

研究双正交滤波与其多相矩阵之间的关系，证明滤波多相矩阵的三角分解对应于滤波的提升和对偶提升的定理，并用之构造双正交滤波和正交滤波。     

无线、无源声表面波传感器系统中检波方案的实现

介绍了无源无线声表面波传感器系统,通过对声表面波的回波窄带信号的分析,阐述了基于数字方式解调回波窄带信号的数学原理.应用matlab仿真对回波窄带信号进行解调,分析相位误差产生的原因,论证了数字正交检波技术的优越性、可行性.在给出仪器系统硬件框图的基础上,根据虚拟仪器技术构建灵活、便携、开发成本低等优点,提出了应用LabVIEW实现数字正交检波技术的硬件方案.     

基于非均匀采样的模拟退火随钻电磁波电阻率测井检波系统研究

在以往的随钻电磁波电阻率测井仪器检波系统中,仪器采样过程大多为均匀采样,检波方法多采用数字相关法或数字相敏检波(DPSD)法,其检波结果往往受采样量化误差以及频谱泄漏影响。针对这一问题,提出一种基于非均匀采样的模拟退火(SA)检波方法,并研制快速检波电路系统,选取基于均匀采样的DPSD检波结果进行对比。结果表明,基于非均匀采样的SA检波方法选频能力强,能更加有效地抑制量化误差相关性以及频谱泄漏带来的检波误差,更适用于恶劣多变环境下的随钻测井仪器检波。     

基于多相滤波的直接数字正交变换技术

为了尽可能多地用软件来实现通信和雷达接收机的处理功能，需要直接对中频信号进行采样，然后通过数字正交变换的方法得到同相和正交分量。该文首先对多相滤波法实现数字正交变换的原理进行了分析，然后根据多抽样率信号处理理论详细证明了内插时延滤波器能够用多相滤波器组中的子滤波器实现。最后，计算机仿真结果表明，所设计的内插时延滤波器的相频特性和幅频特性均满足要求。     

Ku波段肖特基二极管功率检波器的设计与制作

对作为功率探针的低势垒肖特基二板管检波器进行了微波特性分析,给出了大信号、小信号情况下的检波特性。并利用高频电磁场仿真软件对检波滤波器进行了仿真分析,得到了该器件的S参数,给出实际测试结果。设计中使用混合集成工艺将整个系统包括耦合结构、检波滤波电路置于矩形腔体内,实现了部件的小型化、重轻化。     

一种用于脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的高增益检波器

设计了一个用于非相干脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的能量检波器.该检波器包含了输入匹配模块、平方电路、翻转电压跟随器-电流检测电路、跨导级以及输出缓冲器.平方电路运用饱和区晶体管的平方律特性对输入差分信号进行平方,所得到的输出电流由翻转电压跟随器-电流检测电路转换成电压.跨导级对该信号进行放大并积分得到所接受的能量.测试结果可以看出,当输入信号的峰峰值超过60mV时,在高达300 MHz的频率下检波增益可以达到10 dB.而最小检测幅度为13 mV,此时的检波增益为5 dB.在移除输出缓冲器之后,输出脉冲的幅度将增加一倍.不计及测试焊盘,芯片面积为0.23 mm×0.3 mm.电路由一个1.8 V的电源供电,核心电路电流为3.5 mA.该检波器已成功应用于开关键控方式的接收机以实现高速宽带通信.     

信号的多相表示与M-带小波变换

指出了多通道滤波器组问题与M-带小波变换具有密切的联系,是M-带小波应用的基础.从M-带小波应用的角度出发,研究了信号的多路复用及多相表示方法,以及时、频空间中M-带小波变换系统的系统函数及输出输入信号的分析及综合算法,并在数学上建立了多路复用技术中多相型数字信号网络与M-带小波滤波器的构造方法.     

无线电监测接收机中的DDC研究

提出了一种高效数字下变频器(DDC)实现方法. 基于4倍中频采样技术和多相抽取半带滤波结构改进的高效DDC实现结构,相当于仅使用了一个多相抽取半带滤波器实现了I,Q两路信号的输出,降低了运算复杂度,资源节省79%,功耗降低约60mW. 设计实例验证了该方法的正确性与高效性.     

一种全数字正交发射机中数字前端电路的设计

本文设计了一种应用于全数字正交发射机的数字前端电路(DFE).DFE主要由I/Q 2路插值倍数为24的高速升采样数字滤波器构成,将基带带宽为20MHz的信号从100MHz升采样至2.4GHz,同时能够有效滤除镜像信号.其中第1级滤波器采用转置结构实现,并通过对过渡带的优化而将滤波器阶数从41降低至18.后3级半带滤波器则通过结构的变换,巧妙地将插值与滤波器过程结合起来,降低了部分单元的工作频率,优化了功耗;另外,在高频部分,为了满足时序要求,对关键路径进行流水线处理,并使用低阈值管提高工作频率.此外,在DFE中还增加了低功耗的串行外设接口(SPI)可配置的预失真查找表,从而实现数字预失真(DPD)的功能,并通过对称性将查找表存储量优化17×17.DFE的总体版图面积为0.34mm2,包括时钟分频模块在内的总功耗估算为34.8mW,其中数字预失真表部分的功耗为3.5mW.仿真结果表明,本文带有预失真查找表的DFE能够将发射机的误差矢量幅度(EVM)从31.6%降低至3.26%.     

双频金属探测系统解调电路的设计

双频金属探测系统中存在解调电路,该电路需要先通过带通滤波,把其中得到的高频信号、低频信号分开,然后再对它们分别做相敏检波,信号中的相位和幅值便可转为另一种不同的信号电压。为了用于金属探测器的信号解调,研究设计了一种数字四通道锁相放大电路。     

基于FPGA的软件无线电宽带多通道数字接收技术

针对宽带信号数字接收要求采样速度快、消耗资源多、难以实时处理的问题,利用频域多通道接收、中频数字化采样技术,论证了可应用于太阳射电日像仪的接收系统实现方案.引入一种高效的多相抽取滤波数字下变频方法,给出了基于FPGA的并行多路信号接收处理实现方案,仿真实验表明该中频数字接收模块设计方案具有好的可实现性.     

High-speed parallel matched filter designing and FPGA implementation

Matched filter is one of the key technologies to achieve high-speed data transmission. In this paper,a parallel finite-impulse response (FIR) filter structure based on polyphase filter-ing is used to achieve high-speed matched filter in quadrature phase-shift keying (QPSK) demodulation up to 800 Mb·s-1. First,a window function is employed of to obtain impulse response of matched filter. Second,the high-speed parallel FIR structure is presented based on polyphase filtering. Then,the filter with EP2S180F1020 on the Quartus II 7.2 platform is achieved. The final results show that the design is correct and can implement high-speed matched filtering,wherein the equivalent frequency of which is up to 2 037 MHz. In addition,this scheme is easy to real-ize,which brings great value to the application of this filter in high-speed matched filters design in demodulation systems.     

BQK-50型动平衡机的测量电路

本文研究了设计半硬支承动平衡机测量电路的技术关键,论述了其关键电路——跟踪带通滤波器、锁相环和相敏检波器的功能及设计原理。     

锁相环路工作原理

锁相环路PLL是一个能够跟踪输入信号位相变化,以消除频率误差为目的的闭环自动控制系统,锁相环路PLL主要由鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO组成,工作原理主要是频率牵引和位相锁定。PLL在无线电技术的许多领域,如调制与解调、频率合成、数字同步系统等方面得到了广泛的应用,已经成为现代模拟与数字通信系统中不可缺少的基本部件。     

曲线拟合在核探测器信号幅度提取中的应用

研究数字化核探测器输出脉冲信号的幅度提取问题.根据闪烁探测器的电路特性,推导了其脉冲信号理想曲线方程.综合利用三和值法、最小二乘法、试探法等方法,设计了该理想曲线拟合算法.由脉冲信号采样点数据,通过曲线拟合,计算出曲线的极大值,该值即为闪烁探测器输出脉冲信号的幅度.正反演数据结果对比表明,采用曲线拟合算法提取闪烁探测器输出脉冲信号幅度,其方案可行,计算结果更准确.相较于数字滤波和数字脉冲成形方法提取核探测器输出脉冲幅度,该算法更简单,对仪器的硬件处理速度要求更低.该方法开辟了核探测器脉冲幅度提取的新途径.