Similar presentations:
Цифровая обработка сигналов в радиоприёмных устройствах
1. 1. Цифровая обработка сигналов в радиоприёмных устройствах
1.1. Формирование цифровых НЧ квадратурныхсоставляющих сигнала
1.2. Цифровые демодуляторы сигналов
2.
1.1. Формирование цифровых НЧквадратурных составляющих сигнала
U C (t ) ReU (t ) U (t )cos (t ),
U S (t ) ImU (t ) U (t )sin (t )
U C (t )
C
uоп
(t )
Фазорасщепляющая цепь
C
( n )
АЦП
ФНЧ
u (t )
U
Опорный
генератор
fд
Тактовый
генератор
S
uоп
(t )
ФНЧ
АЦП
S
U (t )
C
Опорные колебания: uоп
(t ) 2cos 0t ,
U
S
( n )
S
uоп
(t ) 2sin 0t
1
3.
Аналитический сигнал. Преобразование Гильбертаz(t ) s(t ) jsˆ(t )
Комплексный аналитический сигнал
1 s ( )
ˆs (t ) H s(t )
d
t
Сопряжённый по Гильберту сигнал
Сопряжённый сигнал как свёртка
1
1
sˆ(t ) s( )
d s( )hГ (t ) d s (t ) hГ (t )
t
Импульсная характеристика
преобразователя Гильберта
hГ (t )
1
t
2
4.
Частотные характеристики преобразователя ГильбертаКомплексная частотная
характеристика
j при 0
1 j t
H Г ( j )
e dt j sign 0 при 0
t
j при 0
H Г ( )
АЧХ
1
1 при 0
H Г ( ) H Г ( j )
0 при 0
0
ФЧХ
2 при 0
Г ( ) arg H Г ( j )
при 0
2
Г ( )
2
0
2
3
5.
Характеристики цифрового фильтра Гильберта(NГ = 21, n0=11)
Импульсная
характеристика
АЧХ
Импульсная
характеристика
АЧХ
0,
n n0 чётно
hГ ( n )
2
n n , n n0 нечётно
0
n n0
0,
hГ ( n )
1
, n n0
n n
0
ФЧХ
ФЧХ
4
6.
Цифровое формирование комплексной огибающейЦифровой аналитический сигнал
Цифровая комплексная огибающая
где
z(n) s(n) j sˆ(n)
U (n) z(n) e j 0tn z(n) e j 0 ( n ) ,
0 (n) 0tn 0 (n 1) tд
U ( n ) s( n ) j sˆ( n ) cos 0 ( n ) j sin 0 ( n )
s( n ) cos 0 ( n ) sˆ( n )sin 0 ( n ) j s( n )sin 0 ( n ) sˆ( n ) cos 0 ( n )
Цифровые квадратурные составляющие
U C (n) s(n)cos 0 (n) sˆ(n)sin 0 (n)
U S (n) s(n)sin 0 (n) sˆ(n)cos 0 (n)
5
7.
Схема цифрового формирования комплекснойогибающей
sˆ(n n0 )
ЦФГ
s(n )
U (n
Цифровой ПЧ
n0 дец )
Децимация
с коэфф. k дец
z(n n0 )
n0
дец
e
s(n n0 )
j 0tn
ЦГ
6
8.
1.2. Цифровые демодуляторы сигналовЦифровой АД
Цифровая огибающая U (n) U (n) U C ( n) 2 U S ( n) 2
U (n )
U
C
1
min U C ( n ) , U S ( n ) max U C ( n ) , U S ( n )
2
( n )
min
12
+
U
S
( n )
U (n )
max
7
9.
Цифровой ФДЦифровая фаза (n ) arg U (n ).
U S (n)
(n ) arctg C
при U C (n ) 0
U (n)
U C ( n ) 0, U S ( n ) 0
U S (n) 0
U (n)
U S (n )
( n ) arctg C
U (n)
U (n)
( n ) arctg
( n )
S
U S (n)
U C (n )
2
U C (n) 0
U (n ) 0, U ( n ) 0
C
( n )
U C (n) 0
2
U S (n) 0
8
10.
Цифровой ЧД (1)Алгоритм 1 - с вычислением полной фазы
(n ) 1 ( n ) ( n 1) f д
f (n ) f 0 f (n )
(n) (n 1)
2
2
t д
2
Алгоритм 2 - без вычисления полной фазы
fд
fд
f ( n )
(n ) (n 1) arg U (n )U (n 1)*
2
2
Im U ( n )U ( n 1)*
fд
arctg
2
Re U ( n )U ( n 1)*
9
11.
Цифровой ЧД (2)Алгоритм 3 – без нелинейных операций
dU S (t ) C
dU C (t ) S
U (t )
U (t )
1
dt
f ( t )
dt
2
U C (t ) 2 U S (t ) 2
C
C
dU C (t ) U (t ) U (t tд )
f д U C (n ) U C (n 1)
dt
t д
S
S
dU S (t ) U (t ) U (t tд )
f д U S (n ) U S (n 1)
dt
tд
10
12.
Цифровой ЧД (3)f д U C (n 1)U S (n ) U S (n 1)U C (n )
U ЦЧД (n )
2
U C (n)2 U S (n)2
Характеристика ЦЧД
U ЦЧД
f д 2
f
fд
U ЦЧД ( f )
sin 2
2
fд
SЦЧД =1
fд 2 fд 4
f
fд 4
fд 2
f д 2
f ЦЧД f д 2
11