采樣頻率轉(zhuǎn)換 - 圖文詳解數(shù)字接收機(jī)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

采樣頻率轉(zhuǎn)換

如前所述，在抽樣的抽樣的頻率遠(yuǎn)低于實(shí)際的信號(hào)頻率的一半。例如，一個(gè)70 MHz的信號(hào)采樣在13個(gè)議員欠采樣的一個(gè)例子。

下采樣很重要，因?yàn)樗梢曰旌虾瘮?shù)非常相似。當(dāng)信號(hào)在采樣時(shí)，別名為基帶或第一奈奎斯特頻率區(qū)，好像他們?cè)诨鶐А＠纾覀兊?0 MHz以上信號(hào)采樣時(shí)13議員將出現(xiàn)在5 MHz。這在數(shù)學(xué)上可以描述：

這個(gè)方程提供了導(dǎo)致第一和第二奈奎斯特頻率區(qū)。自從ADC別名第一奈奎斯特的所有信息區(qū)，這個(gè)方程生成的結(jié)果必須檢查是否高于fSampleRate / 2。如果它們，那么必須并入第一奈奎斯特頻率區(qū)由fSampleRate減去結(jié)果。

下面的表顯示了如何別名為基帶信號(hào)及其頻譜取向。雖然抽樣的過(guò)程（混淆）是不同的混合（乘法），結(jié)果非常相似，但周期性的采樣率。另一個(gè)現(xiàn)象是，光譜的逆轉(zhuǎn)。在攪拌機(jī)中，某些產(chǎn)品成為了在抽樣過(guò)程中如上下邊帶逆轉(zhuǎn)。下面的表格還顯示情況下導(dǎo)致光譜的逆轉(zhuǎn)。

頻率規(guī)劃和刺激就業(yè)

設(shè)計(jì)無(wú)線架構(gòu)時(shí)最大的挑戰(zhàn)之一是如果頻率位置。加劇這個(gè)問(wèn)題是驅(qū)動(dòng)放大器和adc往往產(chǎn)生不必要的諧波，出現(xiàn)在數(shù)字頻譜數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，出現(xiàn)錯(cuò)誤的信號(hào)。是否申請(qǐng)寬帶，仔細(xì)選擇的樣本率和頻率是否能將這些熱刺在位置，使用時(shí)將???現(xiàn)他們無(wú)害的數(shù)字調(diào)諧器/過(guò)濾器，和AD6620一樣，可以選擇感興趣的信號(hào)和拒絕所有其他人。所有這一切是好的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)仔細(xì)選擇輸入頻率范圍和采樣率，驅(qū)動(dòng)放大器和ADC諧波可以被放置帶外。過(guò)采樣諧波頻譜只簡(jiǎn)化問(wèn)題通過(guò)提供更多的落在。

例如，如果第二個(gè)和第三個(gè)諧波決心特別高，通過(guò)仔細(xì)選擇的模擬信號(hào)的采樣率，這些第二和第三次諧波可以放置帶外。的情況下編碼率等于40.96議員和一個(gè)信號(hào)帶寬5.12 MHz，將5.12和10.24兆赫之間如果地方第二次和第三次諧波帶如下表所示。雖然這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子，它可以適合許多不同的應(yīng)用程序。

可以看到，第二個(gè)和第三個(gè)諧波離開(kāi)樂(lè)隊(duì)感興趣的下降，導(dǎo)致沒(méi)有干擾的基本組件。應(yīng)該指出的是，秒，三分之二彼此重疊和周?chē)娜种e名FS / 2。這看起來(lái)如下所示的表格。

另一個(gè)例子可以發(fā)現(xiàn)在欠采樣頻率規(guī)劃。如果模擬輸入信號(hào)范圍從直流到f / 2的放大器和濾波器組合必須執(zhí)行的規(guī)范要求。然而，如果信號(hào)是放在第三尼奎斯特區(qū)（FS - 3 f / 2）、放大器不再需要滿足諧波系統(tǒng)要求的性能規(guī)格，因?yàn)樗兄C波會(huì)在通帶濾波器。例如，通帶濾波器將從FS 3 f / 2。二次諧波將跨度從2 fs 3 fs，通頻帶過(guò)濾器范圍外。然后負(fù)擔(dān)已通過(guò)了ADC的濾波器設(shè)計(jì)提供符合基本規(guī)范在感興趣的頻率。在許多應(yīng)用程序中，這是一個(gè)有價(jià)值的權(quán)衡，因?yàn)樵S多復(fù)雜的過(guò)濾器可以很容易地實(shí)現(xiàn)使用了和電感電容電阻測(cè)量技術(shù)都在這些如果頻率相對(duì)較高。雖然諧波驅(qū)動(dòng)放大器的性能由這種技術(shù)，輕松互調(diào)性能不能犧牲。

使用這種技術(shù)使諧波超出奈奎斯特感興趣的區(qū)域讓他們很容易過(guò)濾如上所示。然而，如果ADC仍然生成自己的諧波，之前討論的技術(shù)可以用來(lái)仔細(xì)選擇采樣率和模擬頻率諧波落入未使用部分的帶寬和數(shù)字濾波。

接收機(jī)性能的期望

帶著這些想法，如何確定電臺(tái)的性能和權(quán)衡。許多技術(shù)從傳統(tǒng)的無(wú)線電設(shè)計(jì)可以作為所示。在下面討論，有一些區(qū)別多通道和單通道收音機(jī)。這些將會(huì)指出。記住，這個(gè)討論是不完整和許多地區(qū)un-touched離開(kāi)了。額外的閱讀主題，參考本文結(jié)尾處的參考資料之一。此外，這個(gè)討論僅覆蓋數(shù)據(jù)送到DSP。許多接收器使用專(zhuān)有方案進(jìn)一步提高性能通過(guò)額外的噪音抑制和外差消除。

在下面的討論中，通用接收機(jī)設(shè)計(jì)如上所示?？紤]這個(gè)討論始于天線和以數(shù)字調(diào)諧器/過(guò)濾器。除了這一點(diǎn)是數(shù)字處理器超出了本文的范圍。

分析始于幾個(gè)假設(shè)。首先，它假設(shè)接收機(jī)噪聲是有限的。是，不存在熱刺inband，否則限制性能。它是合理的假設(shè)瞧，如果可以選擇，這是真的。此外，它將生成之后，馬刺把家ADC通常不是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗麄兊膽?yīng)用程序通?？梢韵秳?dòng)或通過(guò)明智地使用過(guò)采樣和信號(hào)位置。在某些情況下，這些可能是不現(xiàn)實(shí)的假設(shè)，但它們確實(shí)提供了一個(gè)起點(diǎn)的性能限制可以板凳標(biāo)記。

第二個(gè)假設(shè)是，接收機(jī)前端的帶寬是我們的奈奎斯特帶寬。雖然我們的實(shí)際分配的帶寬可能只是5 MHz，利用奈奎斯特帶寬將簡(jiǎn)化計(jì)算。因此，采樣率65 m / s的一個(gè)會(huì)給奈奎斯特帶寬為32.5 MHz。

可用的噪聲功率

開(kāi)始分析，必須考慮噪聲天線端口。因?yàn)橐粋€(gè)匹配合適的天線是明顯的電阻，下列方程可用于確定噪聲電壓匹配輸入終端。

可用功率從源，在這種情況下，天線就在這里：

這簡(jiǎn)化了在前面的方程代替：

因此在現(xiàn)實(shí)中，可用的噪聲功率從源的阻抗在本例中是獨(dú)立的非零和有限的阻力值。

這很重要，因?yàn)檫@是我們的參考點(diǎn)接收機(jī)相比。通常表示在處理噪聲圖的一個(gè)階段，它的展品“x”dB以上kT的噪音。這是這個(gè)表達(dá)式的來(lái)源。

通過(guò)接收器互相進(jìn)步的階段，這個(gè)噪音噪音退化圖如下所述的階段。最后，當(dāng)頻道調(diào)諧和過(guò)濾，噪音是刪除，只留下那些謊言在感興趣的頻道。