数字信号处理课程设计--离散时间信号处理

离散时间信号处理

课程设计

某雷达系统接收机框架如图1所示。接收机输入信号,其中，中心频率=40MHz ，为相位调制函数(调制带宽B=2MHz)，信号谱如图2所示。输出基带信号I[n]、Q[n]数据率(采样率)为2.5MHz 。

图1 接收机原理框架

图2 接收信号参数

1. 请设计ADC 的采样率fs ，画出x[n]的频谱X(e jw )

2. 请推导正交解调器的输出S_I[n]和S_Q[n]的表达式，画出频谱示意图；若要将信号谱搬移到零中频，请确定NCO 的频率W 0

3. 请设计一个FIR 线性相位数字LPF 对正交解调的输出进行处理，要求杂散抑制比超过50dBc ，确定滤波器设计指标、给出设计过程和结果。

4. 请确定采样率变换模块的参数(抽取或内插系数)，画出输出信号谱。

LPF AD NCO LPF 采样率变换

采样率变换

数字信号处理单

Xc(t cos[w 0sin[w 0n f X[n S_I[S_Q[

B

f

Xc(f)

f0

-f0 B

1.设计ADC的采样率fs，画出x[n]的频谱X(e jw)

Adc采样率fs>=2*f0，fs取100MHZ。

φ(t)为相位调制函数(调制带宽B=2MHz)，取φ(t)=cos(2π*1000000*t)作为单音调制信号，则,,,程序如下：

clear;

clc;

clf;

n0=20000;%点数

sprate=100000000;%采样频率100M

t0=n0/sprate;%总时长

fca=40000000;%载波频率

fsi=1000000;%信号频率

t=linspace(0,t0,n0);

Dsb=cos(2*pi*fca*t+cos(fsi*2*pi*t));

subplot(3,1,1);

plot(t(1:100),Dsb(1:100));

title('时域');

xlabel('t');ylabel('voltage');

grid on;

legend('modulated signal');

subplot(3,1,2);

w=linspace(-1,1,n0);

plot(w,fftshift(abs(fft(Dsb))));

title('幅频');

xlabel('w');ylabel('|X(ejw)|');

grid on;

legend('modulated signal');

subplot(3,1,3);

plot(w,fftshift(angle(fft(Dsb))));

title('相频');

xlabel('w');ylabel('∠X(ejw)');

grid on;

legend('modulated signal');

上图中频域图0.8代表0.8*100000000/2 = 40M

2.推导正交解调器的输出S_I[n]和S_Q[n]的表达式，画出频谱示意图；若要将信号谱搬移到零中频，请确定NCO的频率W

W0==4π/5

S_I[n] = x[n]* cos[w

n]=cos[4πn/5 +cos[πn/50]]*cos[4πn/5]

Sl=Dsb.*cos(2*pi*fca*t);

subplot(3,1,1);

plot(t(1:100),Sl(1:100));

title('时域');

xlabel('t');ylabel('voltage');

grid on;

legend('modulated signal');

subplot(3,1,2);

plot(w,fftshift(abs(fft(Sl))));

title('幅频');

xlabel('w');ylabel('|X(ejw)|');

grid on;

legend('modulated signal');

subplot(3,1,3);

plot(w,fftshift(angle(fft(Sl))));

title('相频');

xlabel('w');ylabel('∠X(ejw)');

grid on;

legend('modulated signal');

n]=cos[4πn/5 +cos[πn/50]]*sin[4πn/5] S_Q[n] =x[n]* sin[w

Sq=Dsb.*sin(2*pi*fca*t);

subplot(3,1,1);

plot(t(1:100),Sq(1:100));

title('时域');

xlabel('t');ylabel('voltage');

grid on;

legend('modulated signal');

subplot(3,1,2);

plot(w,fftshift(abs(fft(Sq))));

title('幅频');

xlabel('w');ylabel('|X(ejw)|');

grid on;

legend('modulated signal');

subplot(3,1,3);

plot(w,fftshift(angle(fft(Sq))));

title('相频');

xlabel('w');ylabel('∠X(ejw)');

grid on;