成形滤波
高动态测量系统中的自适应信号成形滤波器设计
号重采 样滤 波算 法。该 算法利 用截短 升余 弦 内插 滤 波器设 计 实现 数 字扩 频信 号 的 连 续序 列恢 复 ， 通 过构 建频谱 自适应 的分段 抛物 线 内插 函数 滤波 器 实现基 带信 号 的动 态重采样 处理 ， 并采 用 Ｆ ａ ｒ — ｒ ｏ ｗ 结构 降低 成形 滤波 算法的 运算量 。仿 真验证 和 实验 测 试 结果 表 明 ， 采 用该 算 法设计 的 成形 滤
高 动态 测 量 系统 中 的 自适 应 信 号成 形 滤 波器 设 计
齐 巍 ，陆 明 泉 。 ，李 强 ， 刘 旭 东
（ １ ． 北京跟踪与通信技术研究所 ， １ ０ ０ ０ ９ ４ ， 北京 ； ２ ． 清 华 大 学 电子 工 程 系 ， １ ０ ０ ０ ８ ４ ， 北京）
摘 要 ：针 对 航 天 测 控 和 卫 星 导 航 领 域 中 高动 态 信 号 测 量 的 基 带 信 号 成 形 问题 ， 提 出 一 种 改 进 的 信
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ Ａｄ ａ ｐ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｉ ｇ ｎａ ｌ Ｓ ｈ ａ ｐｉ ｎｇ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ
Ｈｉ ｇ ｈ Ｄｙ ｎａ ｍｉ ｃ Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ
ＱＩ Ｗｅ ｉ ，Ｌ Ｕ Ｍｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｎ 。 ，Ｌ Ｉ Ｑｉ ａ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｘｕ ｄ ｏ ｎ ｇ
谱仪放大器
tz
1
ln
1
ln
1
达到负峰值时间为
负峰值与正峰值之比为 Vm
tm
2 1
ln
1
2
ln
1
Vm
下冲的后沿部分可以用 度过载问题。
V0tຫໍສະໝຸດ Q Cfet f来表示，尽管其值很小，但是尾部拖得很长。会带来幅
三 极零相消微分网络
为了避免这种大幅度过载效应，需设法不产生长尾部的下 冲，这就不能用简单的高通电路来对电荷灵敏放大器输出 信号进行微分，需要选择一个电路，保证微分之后输出为 单极性信号。
放大器基本参量
计数率过载特性：当计数率比较高时所引起的脉
冲幅度分布的畸变称为放大器的计数率过载。谱仪放 大器的计数率特性主要取决于它的滤波器的响应时间， 由滤波器成形的信号越宽，堆积的可能性越大。
上升时间：探测器输出的信号通常有快的前沿和缓
慢的下降后沿，上升时间主要对信号的前沿而言。放 大器的上升时间过大会使信号产生畸变，结果使信号 幅度变小了。如果放大器上升的时间非常小也带来了 一些不利因素，一则电路变得很复杂，二则增加了电 路本身的噪声，因此需要个合理的取舍。
四 堆积判弃电路原理图
结束
谢谢
参考文献： 《核电子学》 《核辐射探测器与核电子学》
！
放大器基本参量
噪声及信号噪声比:放大器输出的信息中，总是
由信号、噪声和干扰组成。噪声是由于前置放大器输 出噪声和放大器输入端自身的噪声所决定。通常考虑 放大器输入端的噪声比前置放大器输出端的噪声小一
个量级就能满足要求。
幅度过载特性：放大器工作有一个线性范围，当
超出线性范围很大时，放大器在一段时间内不能恢复 正常工作，在这段时间内低能的射线信号就不能被正 常放大，从而使测量差生误差，这种现象就称为放大 器的幅度过载也称为放大器的阻塞。
LaBr3(Ce)闪烁体探测器的数字滤波成形
1 滤波成形原理
来自 LaBr3(Ce)探测器的前放输出的核脉冲信号波 形呈负指数衰减的形状。LaBr3(Ce)探测器在学基金(11565002)， 江西省发明专利产业化技术示范项目(20143BBM26044)资助 研究方向为核电子学电路与系统设计； 作者简介： 孙尚清(1991-)男， 江苏扬州人， 东华理工大学硕士研究生在读， 周书民(1971-)男， 辽宁开原人， 教授， 硕士， 从事核智能仪器的研究工作。
0 前言
LaBr3(Ce)探测器是一种新型无机闪烁体探测器。与 传统的 NaI(T1)闪烁体探测器相比， LaBr3(Ce)探测器有更 高的探测效率和更好的能量分辨率。LaBr3(Ce)探测器被 广泛认为会取代 NaI(T1)探测器而得到广泛应用。国内 相关机构针对 LaBr3(Ce)探测器研制相关产品,2009 年清 华大学马飞等研制用于 LaBr3(Ce)探测器的多道采集电 路， 使用模拟电路进行高斯滤波成形 [1]。2010 年嫦娥二 号探月卫星首次使用 LaBr3(Ce)谱仪对行星表面的铀等 元素分布进行测量[2]。2013 年西南民族大学胡颖睿等研 制 LaBr3(Ce)谱仪， 使用梯形滤波成形[3]。 虽然国内对基于 但尚无文献对 LaBr3 (Ce)探测器的相关产品进行研制， LaBr3(Ce)探测器的数字滤波成形和其寻找最佳成形参 数规律进行详细阐释和研究。
电子质量 （2016 第 11 期）
LaBr3(Ce)闪烁体探测器的数字滤波成形
The Study of Digital Filter Shaping Based on LaBr3(Ce) Detector
（东华理工大学 江西省新能源工艺及装备工程技术研 孙尚清,周书民 究中心,江西 南昌 330013）
无线通信原理与应用-6.3 脉冲成形
7
所以，要么我们选择可以消除码间干扰 影响的滤波器作为脉冲成形滤波器，要 么就应该将人为引入的码间干扰控制在 对系统性能影响较小的程度以内。升余 弦滤波器属于前一种情形；高斯滤波器 则属于后一种情形。
8
消除码间干扰的奈奎斯特准则
奈奎斯特准则解决了既能克服码间干扰又能保持小 的传输带宽的问题。该准则为：要使ISI的影响完全 被抵消，需要整个通信系统的冲击响应在接收机端 每个抽样时刻只对当前符号有响应，而对其他符号 的响应全等于零。奈奎斯特准则可表示为：
12
实际使用的奈奎斯特滤波器
实际使用的满足奈奎斯特准则的滤波器
大都具有如下的形式的冲击响应和频率
响应：
heff
(t)
sin(t / t
Ts
)
z(t)
Heff
(f
)
rect
f f0
Z( f
)
其中，Z( f ) Z( f ), 当 f f0 1/ 2Ts 时，Z( f ) 0。
基带信号带宽
所以，能够通过该滤波器的符号速率为： RS＝1 / TS=2BRC / (1+α) 。
18
数据为“1，0，1” ，进行α=0.5的升余弦脉冲 成形，BPSK已调波形。
已调信号包络 会有起伏变化
19
脉冲成型频谱约束作用
右图显示了，不进行脉冲 成形的BPSK信号功率谱和 升余弦(α=0.5)脉冲成形 后的BPSK信号功率谱。 就前者而言，信号能量的 90％在大约1.6Rb带宽内； 而对于后者，信号能量的 90％在大约1.5Rb带宽内。
广义最小二乘法
4.5 广义最小二乘法（GLS ） GLS----Generalized Least Squares 1. 基本原理广义最小二乘法的基本思想在于引入一个所谓成形滤波器（白化滤波器），把相关噪声)(k ξ转化成白噪声)(k ε。
由方程（4-4）、（4-5），系统的差分方程可以表示为)()()()()(11k k u z b k y z a ξ+=-- （4-114）式中n n z a z a z a z a ----++++=ΛΛ221111)(nn z b z b z b b z b ----++++=ΛΛ221101)(如果知道有色噪声序列)(k ξ的相关性，则可以把)(k ξ看成白噪声通过线性系统后所得的结果。
这种线性系统通常称为成形滤波器，其差分方程为)()()()(11_k z d k zc εξ---= （4-115）式中)(k ε是均值为零的白噪声序列，)()(11_---z d 、z c 是1-z 的多项式。
令 _111212_1()()1()m m c z f z f z f z f z d z ------==+++L L （4-116）有 )()(1)()()()(11k z f k k k z f εξεξ--==或 （4-117）即1212(1)()()m m f z f z f z k k ξε---++++=L L （4-118）或)()()2()1()(21k m k f k f k f k m εξξξξ+-------=ΛΛ ()1,,n k n N =++L L（4-119）这一噪声模型（自回归模型）的阶m ，一般事先是不知道的，实际经验表明，若指定m为2或3，就可以获得令人满意的描述)(k ξ的模型。
把方程（4-119）看作输入为零的差分方程，并由此式来写出N 个方程。
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++-+---+--+-=+++-+---+-=+++-+-----=+)()()2()1()()2()2()()1()2()1()1()1()()1(212121N n m N n f N n f N n f N n n m n f n f n f n n m n f n f n f n m m m εξξξξεξξξξεξξξξΛΛM ΛΛΛΛ写成向量矩阵形式为εξ+Ω=f （4-120）其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++=)()1(N n n ξξξM ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=m f f f M 1，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++=)()1(N n n εεεM ，⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--+--+--+--+--+----=Ω)()2()1()2()()1()1()1()(m N n N n N n m n n n m n n n ξξξξξξξξξM Λ(4-120)式所示的线性组合关系是辨识问题的基本表达形式,称作最小二乘格式。
广义最小二乘法[整理版]
![广义最小二乘法[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/27dfe7273868011ca300a6c30c2259010302f355.png)
4.5 广义最小二乘法（GLS ） GLS----Generalized Least Squares1. 基本原理广义最小二乘法的基本思想在于引入一个所谓成形滤波器（白化滤波器），把相关噪声)(k ξ转化成白噪声)(k ε。
由方程（4-4）、（4-5），系统的差分方程可以表示为)()()()()(11k k u z b k y z a ξ+=-- （4-114）式中n n z a z a z a z a ----++++= 221111)(n n z b z b z b b z b ----++++= 221101)(如果知道有色噪声序列)(k ξ的相关性，则可以把)(k ξ看成白噪声通过线性系统后所得的结果。
这种线性系统通常称为成形滤波器，其差分方程为)()()()(11_k z d k zc εξ---= （4-115）式中)(k ε是均值为零的白噪声序列，)()(11_---z d 、z c 是1-z 的多项式。
令 _111212_1()()1()m m c z f z f z f z f z d z ------==+++ （4-116）有 )()(1)()()()(11k z f k k k z f εξεξ--==或 （4-117）即1212(1)()()m m f z f z f z k k ξε---++++= （4-118）或)()()2()1()(21k m k f k f k f k m εξξξξ+-------= ()1,,n k n N =++（4-119）这一噪声模型（自回归模型）的阶m ，一般事先是不知道的，实际经验表明，若指定m 为2或3，就可以获得令人满意的描述)(k ξ的模型。
把方程（4-119）看作输入为零的差分方程，并由此式来写出N 个方程。
⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++-+---+--+-=+++-+---+-=+++-+-----=+)()()2()1()()2()2()()1()2()1()1()1()()1(212121N n m N n f N n f N n f N n n m n f n f n f n n m n f n f n f n m m m εξξξξεξξξξεξξξξ写成向量矩阵形式为εξ+Ω=f （4-120）其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++=)()1(N n n ξξξ ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=m f f f 1，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++=)()1(N n n εεε ，⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--+--+--+--+--+----=Ω)()2()1()2()()1()1()1()(m N n N n N n m n n n m n n n ξξξξξξξξξ (4-120)式所示的线性组合关系是辨识问题的基本表达形式,称作最小二乘格式。
基带成形的作用范文
基带成形的作用范文基带成形是一种信号处理技术，用于将带通信号转换为基带信号，它在许多无线通信系统中起着重要的作用。
本文将详细介绍基带成形的作用和应用。
基带成形是一种通过滤波来塑造信号波形的技术。
在无线通信中，信号通常需要经过编码、调制等处理，最终发送到接收器。
然而，传统的调制技术会在发送信号的频谱中产生大量的频率分量（副载波），这会增加信号的带宽需求和功率消耗，同时还会引入信号间的相互干扰。
因此，基带成形被引入到信号处理中，以减少频带需求和功率消耗，提高整体系统性能。
基带成形通过对信号进行滤波来改变信号的波形特性。
通常，基带成形器会设计成使用低通滤波器，它可以滤除不需要的频率分量，并保留所需的信号频率。
这样，基带成形可以将信号的频谱集中在低频段，从而减少频带的使用。
此外，通过选择适当的滤波器参数，还可以改变信号的时域特性，例如提高信号的前沿和尾部响应，减小信号的过渡时间，从而提高系统的抗噪性能。
基带成形在许多无线通信系统中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1.OFDM系统：正交频分复用（OFDM）是一种常用的多载波调制技术，广泛用于4G和5G无线通信系统中。
基于基带成形的OFDM系统可以通过在发送端使用带通滤波器对子载波进行调制，从而实现更高的频谱效率和抗多径干扰的能力。
2.数字通信系统：基带成形在数字通信系统中也有重要的作用。
以太网、数字音频和视频传输等应用中，基带成形被用于在发送端和接收端之间匹配信号的波形特性，从而避免信号失真和码间串扰。
3.无线电广播：基带成形在调频广播和调幅广播中也有应用。
通过基带成形，调制信号的带宽可以得到压缩，从而提高频谱利用率，并减少干扰其他频段的信号。
4.电力线通信：电力线通信是一种利用电力线进行数据传输的技术。
基带成形可以在电力线通信系统中消除信号的高频分量和杂散频谱，提高信号传输的可靠性和抗干扰能力。
总的来说，基带成形作为一种信号处理技术，在无线通信系统中起着重要的作用。
DVB-S2第二代卫星数字视频广播标准
提高 S/N，能增加信道容量 C 当 N 趋向 0，C 趋向无穷大。无干扰信道容量为无 穷大 增加 B 能提高 C，极限条件下，B 趋向无穷大，C = 1.44S/N 当 C 一定时，B 与 S/N 可以互换 Shannon 定理为信道编码奠定了理论基础，虽然 定理本身并没有给出具体的编码方法和结构，但它从理 论上为信道编码的发展指出了方向—进行高效而可靠17的 通信途径可以通过编码来实现。
引言：信噪比、载噪比与 Eb/n0 —可靠性
• Eb/n0~BER 曲线
– Eb: 每比特能量 – n0: 单边带高斯白噪声功率谱密度 – Eb/n0 与 SNR 关系
S：信号功率 Rb：比特速率
N：噪声功率 B：信道带宽
E：信号能量
可以看出 Eb/n0 中已经考虑了效率这一因素。
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引言：信噪比、载噪比与 Eb/N0 —可靠性
对于带通调制信号，那么奈奎斯特带限定理表明，理论 上没有码间串扰的最大频谱效率为 1符号(码元)/s/Hz。
频谱效率主要用于衡量各种数字调制技术的效率，在数 量上等效于每个调制符号所映射的比特数。
BPSK 或 2ASK，理论最高频谱效率为 1bit/s/Hz； QPSK 理论最高频谱效率为 2bit/s/Hz； 8PSK理论最高频谱效率为 3bit/s/Hz； 16APSK理论最高频谱效率为 4bit/s/Hz； 32APSK理论最高频谱效率为 5bit/s/Hz； 32QAM理论最高频谱效率达 5bit/s/Hz； 64QAM理论最高频谱效率达 6bit/s/Hz。
• 奈奎斯特第二准则： 转换点无失真准则， 或无抖动（Jitter Free ）准则
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成形滤波
RRC filter是用来做signal shaping的，目的是在一定的带宽要求下，尽量的减少ISI，匹配滤波的目标也是为了修正ISI带来的信号畸变。
这两个的目标是相同的，但是一个是避免ISI，一个是修正ISI。
升余弦滚降信号用来消除码间串扰，实际实现时采用的方式是由发送端的基带成行滤波器和接收端的匹配滤波器两个环节公共实现。
传输系统的传递函数二者的乘积，所以每个环节均为平方根升余弦滚降滤波器。
这样可以降低滤波器的实现难度
数字通信中，实际发射出的信号是各个离散样值序列通过成形滤波器后的成形脉冲序列。
匹配滤波器是为了使得在抽样时刻信噪比最大。
当发端成形滤波器用根升余弦滤波器，接收端同样用根升余弦滤波器匹配滤波时，既能够使得抽样时刻信噪比最高（即完成匹配滤波器的作用），又能够在一定的带限平坦信道中不引入码间干扰（满足奈奎斯特无码间干扰准则）。