窄带信号的硬件降频采样方法及系统、数字信号处理系统技术方案

本发明专利技术属于数字信号处理技术领域，公开了一种窄带信号的硬件降频采样方法及系统、数字信号处理系统，需要对高频窄带信号进行采样时，计算得出波形发生器产生方波的频率；控制波形发生器产生方波信号，逻辑控制电路产生控制信号；控制信号与多路选择开关通道选择端相连，输入高频窄带信号与多路选择开关信号输入端口相连，通过控制信号选择确定信号输入端口；多路选择开关输出端连接到电压跟随器输入端，电压跟随器输出端连接到低通滤波电路输入端，滤掉高频信号；低通滤波电路输出端与采样电路输入端连接，采样得到低频窄带信号。本发明专利技术将高频窄带信号转换为等效低频信号进行采样，降低了成本；采用开关降频方法，有效抑制了干扰和失真。

Narrowband signal hardware frequency reduction sampling method and system, and digital signal processing system

The invention belongs to the technical field of digital signal processing, and discloses a hardware reduction sampling method and a system and a digital signal processing system for narrow band signals. It is necessary to calculate the frequency of Fang Bo by the waveform generator when sampling the high frequency narrow band signal; control the square wave signal produced by the wave generator and the logic control circuit The control signal is generated; the control signal is connected with the selection end of the multiplexed switch channel, the input high frequency narrow band signal is connected with the input port of the multiplexed switch signal, and the input port is selected by the control signal; the output terminal of the multiplexer switch is connected to the input end of the voltage follower, and the output end of the voltage follower is connected to the terminal. The input end of the low-pass filter circuit filters out the high-frequency signal, and the output end of the low-pass filter circuit is connected with the input end of the sampling circuit to sample the low-frequency narrow-band signal. The invention converts the high frequency narrow band signal into the equivalent low frequency signal for sampling, reduces the cost, and adopts the switching frequency reduction method, effectively suppresses the interference and distortion.

【技术实现步骤摘要】
窄带信号的硬件降频采样方法及系统、数字信号处理系统
本专利技术属于数字信号处理
，尤其涉及一种窄带信号的硬件降频采样方法及系统、数字信号处理系统。
技术介绍
雷达信号是窄带信号，信号频率分布在有限的频带(fL,fH)上，而且雷达信号的载频频率通常都是比较高，即使是中频数字化接收机的中频输出信号，频率通常也在百兆赫兹左右。根据奈奎斯特采样定理，可以按照fs＞2fH的采样速率进行采样，当远远大于信号的带宽的时候，采样频率将会很高，数据量很大，这不仅对A/D器件的要求提高，而且对后续的信号处理的速度也提出了更高的要求，因此在雷达接收机中直接应用奈奎斯特定理对射频信号作低通采样直接转换成数字信号的方案很难实现。本专利技术采用硬件降频采样方法，可以将输入高频窄带信号转换为等效低频信号输出，采用采样率在kHz级别的采样芯片就能进行采样，并且对后续信号处理电路、数字信号存储、处理速度等要求降低。在现实中，往往将射频信号用模拟方式进行混频，在得到中频的信号后，再交由采样保持并A/D转换，送给数字系统处理。混频电路也叫变频电路，是接收机的重要组成部分，可以实现不失真的频谱搬移。通常实现混频可以采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窄带信号的硬件降频采样方法，其特征在于，所述窄带信号的硬件降频采样方法包括以下步骤：步骤一，当需要对高频窄带信号进行采样时，计算得出波形发生器产生方波的频率；步骤二，通过微控制器，控制波形发生器产生所需频率的方波，方波经过状态转换电路后，产生控制信号；步骤三，逻辑控制电路产生的控制信号与多路选择开关通道选择端相连，输入高频窄带信号与多路选择开关的信号输入端口相连，通过控制信号选择确定信号输入端口；步骤四，将多路选择开关输出端连接到电压跟随器输入端，并将电压跟随器输出端连接到低通滤波电路输入端，滤掉高频信号；步骤五，将低通滤波电路输出端与采样电路输入端连接，采样得到低频窄带信号。

【技术特征摘要】
1.一种窄带信号的硬件降频采样方法，其特征在于，所述窄带信号的硬件降频采样方法包括以下步骤：步骤一，当需要对高频窄带信号进行采样时，计算得出波形发生器产生方波的频率；步骤二，通过微控制器，控制波形发生器产生所需频率的方波，方波经过状态转换电路后，产生控制信号；步骤三，逻辑控制电路产生的控制信号与多路选择开关通道选择端相连，输入高频窄带信号与多路选择开关的信号输入端口相连，通过控制信号选择确定信号输入端口；步骤四，将多路选择开关输出端连接到电压跟随器输入端，并将电压跟随器输出端连接到低通滤波电路输入端，滤掉高频信号；步骤五，将低通滤波电路输出端与采样电路输入端连接，采样得到低频窄带信号。2.如权利要求1所述的窄带信号的硬件降频采样方法，其特征在于，所述波形发生器产生方波信号的频率ωs与状态转换电路输出矩形波信号的频率ω2之间关系为：3.如权利要求1所述的窄带信号的硬件降频采样方法，其特征在于，所述多路选择开关通道选择端为S1S0，所述多路选择开关输入有用信号为Ui1、Ui2，Ui2落后于Ui1半个周期，所述多路选择开关输出信号为Uoz；当S1S0为00时，多路选择开关输出为Uoz＝0；当S1S0为01时，多路选择开关输出为Uoz＝Ui1；当S1S0为10时，多路选择开关输出为Uoz＝Ui2。4.如权利要求3所述的窄带信号的硬件降频采样方法，其特征在于，所述多路选择开关信号输出端相当于信号输入端分别乘以矩形波信号之和：Uoz＝Ui1REC(ω2t)+Ui2REC(ω2t-π)；其中，REC(ω2t)为多路选择开关S0的矩形波信号，其频率ω2为通道选择端的变化频率，REC(ω2t-π)为多路选择开关S1的矩形波信号，REC(ω2t-π)落后于REC(ω2t)半个周期；REC(ω2t)矩形波信号在一个周期内的函数表达式为：将REC(ω2t)按照傅里叶级数展开，得：取REC(ω2t)前四项即n＝1,2,3,4，得：同理，将REC(ω2t-π)展开，并取前四项n＝1,2,3,4，得：多路选择开关信号输入端输入高频窄带信号分别为：Ui1＝A(t)c...

【专利技术属性】
技术研发人员：米建伟，梁园园，汪辉，王小龙，刘倩，梁军科，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61