中频正交采样原理及其实现
频率采样电路工作原理
频率采样电路工作原理
1 频率采样电路原理
频率采样电路是指用电路实现测量目标信号频率的一类电路。它由多个部件，如基准振荡器、比较器、外接电容器及其他辅助电路组成。该电路可用于测量信号的频率，或与基准信号进行比较，并以此作出相应反应。
频率采样电路基本工作原理是：由一个基准振荡器发出正弦波信号，并与待测信号频率进行比较；比较器的保持电容可以存储当前的测量结果，比较器相应的比较，如果基准信号的频率大于待测信号的频率，比较器的输出结果为“高”，否则输出结果为“低”。由此可以获得待测信号的频率。
此外，在频率采样电路中还可以使用外接电容器来改变基准信号的相位，从而使得比较结果更加准确。在实验过程中，它可以用于精确控制目标信号的频率与基准信号的一致性，以便测量准确的频率。
总的来说，频率采样电路可以有效地实现快速、准确的频率测量，从而可以应用于微控制器驱动模块、电力处理电路和其他领域。频率采样电路在可靠性和精度方面表现优异，能有效解决实际工程中的频率测量问题。
一种中频数字化正交解调算法分析
２００７牟第５期
中图分类号：ＴＮ９５７．５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２５５２｛２００７｝０５—０１３７—０２
一种中频数字化正交解调算法分析
赵玲峰，黄 冰，马 玲
（桂林电子科技大学通信与信息工程系，桂林５４１００４）
摘要：对雷达中频接收如何解调出具有回波信号中的同相（Ｉ）、正交（Ｑ）分量做了分析，到 目前为止，获取数字Ｉ／Ｑ分量的算法很多，常见的有低通滤波法和Ｈｉｌｂｅｒｔ法（希尔伯特法）’等，
现详细的阐述了低通滤波法及其改进实现方法，并给出仿真结果。 关键词：数字正交解调；Ｉ／Ｑ分量；低通滤波
Ａｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｎⅡｉ１ ｄｉｇｉｔａｌｉｚａｔｉｏｎ
ＺＨＡＯ Ｌｉｎｇ—ｆｅｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｂｉｎｇ，ＭＡ Ｌｉｎｇ （Ｄｅｐａｒｕｎｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１１ｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｍｏｄｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｐｈａｓｅ（Ｉ）ａｎｄ ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ（Ｑ）ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｉｎｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ｉｎ ＩＦ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｏｆ ｒａｄａｒ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅ ａｌｅ ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｏｆｆｏｒｍｉｎｇ ｄｉｇｉｔａｌ ＶＱ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌｏｗ—ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ａｎｄ Ｈｉｌｂｅｒｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ａｐｐｒｏａｃｈ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ、Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｌｏｗ—ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｉｓ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ．
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现,数字正交,实时处理.
基于FPGA的数字正交混频变换算法的实现，数字正交，实时处理，多相滤波，FPGA
0引言传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足
0 引 言
传统的正交下变频是通过对模拟I、Q输出直接采样数字化来实现的，由于I、Q两路模拟乘法器、低通模拟器本身的不一致性、不稳定性，使I、Q通道很难达到一致，并且零漂比较大，长期稳定性不好，不能满足高性能电子战设备的要求。为此，人们提出了对中频信号直接采样，经过混频来实现正交数字下变频的方案，这种下变频的方法可以实现很高精度的正交混频，能满足高镜频抑制的要求。采用可编程器件FPGA对该算法流程进行实现，能满足在高采样率下的信号时实处理要求，在电子战领域中有着重要的意义。
1 数字正交混频变换原理
所谓数字正交混频变换实际上就是先对模拟信号x(t)通过A／D采样数宁化后形成数字化序列x(n)，然后与2个正交本振序列cos(ω0n)和sin(ω0n)相乘，再通过数字低通滤波来实现，如图1所示。
为了能够详细地阐述该算法的FPGA实现流程，本文将用一个具体的设计实例，给出2种不同的实现方法(不同的FPGA内部模块结构)，比较其优劣，最后给出结论。该设计是对输入信号为中频70 MHz，带宽20 MHz的线性调频信号做数字正交混频变换，本振频率为70 MHz(即图1中的2个本振序列分别为cos(2π70Mn)和sin(2π70Mn))，将其中频搬移到0 MHz，分成实部(real)和虚部(imag)2路信号。然后对该2路信号做低通滤波，最后分别做1／8抽取输出。结构如图2所示。
数字中频式频谱仪的分辨率带宽设计
数字中频式频谱仪的分辨率带宽设计
频谱分析仪按实现方式可分为模拟式和数字式两种，前者以模拟滤波器为基础，后者则以数字滤波器和FFT分析为基础。相比之下，模拟式频谱分析仪不能获得实时频谱，且由于模拟滤波器会受到非线性、温漂、老化等影响，测量精度不高；而数字式频谱分析仪由于其基于数字滤波器，故而形状因子小，频率分辨率高，稳定性好，可以获得很窄的分析带宽，而测量精度较高；而且由于它基于高速ADC技术、数字信号处理技术、FFT分析等进行设计，因而具有多种谱分析能力。随着现场可编程门阵列(FPGA) 器件、DSP器件等在芯片逻辑规模和处理速度等方面性能的迅速提高，数字式频谱仪的测量速度更快、实时性也更强。
在数字中频式频谱仪中，分辨率带宽滤波是数字中频处理模块设计的关键，它决定了频谱分析的有效信号带宽，同时表征频谱仪在响应中明确分离出两个输入信号的能力，是频谱仪的主要技术指标之一。为了满足信号的实时性和精度要求，通常以高速A/D采样得到数字中频信号，但其数据率过高，故其成为数字处理的瓶颈。一般需要使用数字正交解调技术将信号搬移至基带，然后通过多速率信号处理技术来设计抽取滤波器，以降低数据率，最终实现数字FIR滤波器。
本文采用数字下变频技术，并基于FPGA硬件设计数字中频处理模块，调用不同的IP核进行设计，同时采用参数可配置的结构来实现可变抽取率滤波器和分辨率带宽数字滤波器。由于IP核是经过了严格的性能测试并且进行了优化，时序稳定，因而可以满足系统高速与实时性处理的要求。
1 数字下变频原理
全数字中频处理技术是软件无线电中的关键技术之一，它主要应用于将中频信号下变频至基带信号，在降低采样率的同时，该技术可保证所需要的信号不被混叠，因而十分方便于后续更多基带信号处理技术的使用。全数字中频技术包含数字正交解调技术和多抽样率信号处理技术两部分。
1.1 数字正交解调
正交解调也称为正交变频，它主要通过数字混频实现，设输入中频信号为：
数字正交采样原理
数字正交采样原理
咱先来说说采样是啥。想象一下，你在看一场超级精彩的舞蹈表演，你想把舞者的每个动作都记录下来。那你就得时不时地看一眼，然后把看到的动作记在小本本上，这就有点像采样啦。在数字世界里呢，我们是对信号进行采样。比如说声音信号，它就像一个调皮的小精灵，一直在变化。我们按照一定的时间间隔去看看这个小精灵长啥样，把它的样子记录成数字，这就是采样的基本概念。
那正交又是啥玩意儿呢？正交就像是两个超级默契的小伙伴，它们的关系可特别啦。在数字正交采样里，我们有两个通道，这两个通道就像是两个有着独特个性的好朋友。这两个通道的信号在相位上是相差90度的，就好像一个在向前走的时候，另一个是横着走的，是不是很有趣？这种正交的关系可以让我们更好地描述一个信号。
比如说，我们有一个复杂的信号，就像一个有着好多颜色和形状的大拼图。如果只用一个通道去采样这个信号，就像是只用一种颜色的笔去画这个大拼图，肯定画不全。但是有了这两个正交的通道呢，就像是有了两种不同颜色的笔，我们就能把这个拼图画得更完整、更准确啦。
再深入一点，数字正交采样在很多地方都超级有用。像在通信领域，它就像是一个超级小助手。我们知道，通信的时候信号在传输过程中会遇到各种各样的干扰，就像小怪兽来捣乱一样。但是通过数字正交采样，我们可以把信号分析得更透彻，就更容易发现小怪兽在哪里，然后把它们赶跑，让通信变得更顺畅。
从数学的角度来看呢，这两个正交的通道就像是坐标轴。我们把信号投影到这两个坐标轴上，就像把一个物体的影子投到不同方向的墙上一样。这样我们就能从不同的角度去观察这个信号，得到更多关于这个信号的信息。
而且呀，数字正交采样在雷达系统里也是个大明星呢。雷达要探测目标，就像我们在黑暗里找东西一样。数字正交采样可以帮助雷达更准确地判断目标的位置、速度这些信息。它就像是给雷达装上了一双超级敏锐的眼睛，不管目标是近是远，是快是慢，都能看得清清楚楚。
iq采样原理
iq采样原理
IQ采样原理是指通过对原始信号进行采样和量化，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。在数字信号处理中，IQ采样原理被广泛应用于通信系统、雷达系统、无线电系统等领域。本文将详细介绍IQ采样原理的基本概念、工作原理以及应用场景。
一、概述
IQ采样原理是指利用两路正交的载波信号进行采样和量化，将原始信号分解为实部（In-phase）和虚部（Quadrature）。通过对这两路信号进行数字化处理，实现对原始信号的完整采样和重构。IQ采样原理的基本思想是利用正交信号的特性，将原始信号分解为两个正交分量，分别表示信号在时间轴和频率轴上的信息。
二、工作原理
在通信系统中，IQ采样原理主要应用于调制和解调过程。在发送端，原始信号经过调制器将其转换为高频信号，同时通过两路正交的载波信号进行调制，得到实部和虚部信号。在接收端，通过IQ采样器对接收到的信号进行采样和量化，得到离散的数字信号。然后，通过数字信号处理算法对信号进行解调和恢复，得到原始信号。
三、应用场景
1. 通信系统：在无线通信系统中，IQ采样原理被广泛应用于调制和解调过程。通过将原始信号转换为IQ信号，可以实现多种调制方式，如QPSK、16QAM等，提高信号传输效率和可靠性。
2. 雷达系统：在雷达系统中，IQ采样原理被用于接收和处理雷达回波信号。通过对回波信号进行IQ采样和处理，可以实现目标检测、距离测量、速度测量等功能。
3. 无线电系统：在无线电系统中，IQ采样原理被用于接收和处理无线电信号。通过对信号进行IQ采样和处理，可以实现频谱分析、信号解调、信号识别等功能。
四、总结
IQ采样原理是一种将连续模拟信号转换为离散数字信号的重要技术。通过将原始信号分解为实部和虚部信号，并进行数字化处理，可以实现对信号的完整采样和重构。IQ采样原理在通信系统、雷达系统、无线电系统等领域具有广泛的应用前景。在未来的发展中，随着数字信号处理技术的不断进步，IQ采样原理将在更多领域得到应用，并为人们的生活带来更多便利与创新。
中频的作用原理
中频的作用原理
在现代电子产品中，中频技术被广泛应用于无线通信、广播电视等领域。中频（Intermediate frequency, IF）是指位于射频与基带信号之间的信号频率。中频的作用是将射频信号转换为基带信号，以便进行后续的信号处理和解调。下面将详细介绍中频的作用原理。
一、中频的生成原理
中频的生成基于超外差原理，即将收到的射频信号与本地振荡器产生的中频信号进行非线性混频，得到中频信号。这一过程主要包括下述几个步骤：
1. 信号放大：收到的射频信号先经过射频放大器进行放大，以增强信号的强度。
2. 预选择：为了滤除无用信号和干扰信号，预选择电路会选择性地放大目标频率段的射频信号，并压制其他频率段的信号。
3. 混频过程：经过预选择电路处理后的射频信号与本地振荡器产生的中频信号进行混频，生成中频信号。
4. 中频滤波：由于混频产生的中频信号往往包含一定的杂散分量，需要通过中频滤波器进行滤除。
5. 中频放大：经过中频滤波器的中频信号被送入中频放大器进行进一步放大，以增强信号的幅度。
二、中频的作用 1. 信号处理：中频的主要作用是将射频信号转换为基带信号，使其能够进一步进行数字信号处理。通过中频的处理，可以实现信号的滤波、放大、解调等操作，为后续的数字信号处理提供了方便。
2. 抑制杂散：中频的生成过程中通过混频和滤波等手段，可以有效地抑制射频信号中的杂散分量。这样可以提高信号的纯净度和抗干扰能力，有效地提高无线通信系统的性能。
3. 频率转换：通过选择不同的中频，可以将不同频段的射频信号转换到相同的中频上进行处理。这样可以降低系统对频率稳定性的要求，增加设备的灵活性和通用性。
4. 减小射频功率：中频信号相对于射频信号来说，功率较小，因此可以减小射频放大器的功率需求。这样可以提高系统的功率效率和整体性能。
总结：
中频是将射频信号转换为基带信号的重要环节，它通过混频和滤波等处理，实现了信号的滤除、放大和频率转换等功能。借助于中频技术，无线通信系统的性能得以提高，电子产品的功能和性能也得到了增强。随着科技的不断发展，中频技术将继续发挥着重要的作用，为人们的生活带来更多便利和创新。
正交调制原理
正交调制原理
正交调制是一种常见的调制技术，它在无线通信、数字电视、数字广播等领域得到了广泛的应用。正交调制技术可以将模拟信号或数字信号转换成高频载波信号，以便在传输过程中能够有效地抵抗噪声和干扰，提高信号的可靠性和传输效率。本文将从正交调制的原理入手，介绍其基本概念、实现方式以及在通信领域的应用。
正交调制的基本原理是利用正交载波信号对原始信号进行调制。在正交调制中，一般会使用两路正交的载波信号进行调制，这两路正交的载波信号可以通过正交调制器产生。正交调制器会将原始信号分别与两路正交载波信号进行调制，然后将两路调制信号相加得到最终的调制信号。这样的设计可以使得信号在传输过程中不会相互干扰，从而提高了信号的传输效率和可靠性。
在实际应用中，正交调制技术有多种实现方式，其中最常见的是正交振幅调制（QAM）和正交频分复用（OFDM）。正交振幅调制是一种利用多个相移的正交载波信号对数据进行调制的技术，它可以在有限带宽内传输多路信号，从而提高了频谱利用率。而正交频分复用则是一种将宽带信号分成多个窄带子载波信号进行调制的技术，它可以有效地抵抗多径衰落和频率选择性衰落，适用于高速数据传输和抗干扰能力要求较高的场景。
在无线通信领域，正交调制技术被广泛应用于各种无线通信标准中，如4G LTE、5G等。正交调制技术可以提高无线信号的传输速率和覆盖范围，同时也能够提高通信系统的抗干扰能力和频谱利用率。在数字电视和数字广播领域，正交调制技术也被广泛应用，它可以实现高清视频和高质量音频的传输，提高了数字电视和数字广播的传输效率和覆盖范围。
总之，正交调制技术作为一种重要的调制技术，在无线通信、数字电视、数字广播等领域发挥着重要作用。通过对正交调制的原理和实现方式的了解，我们可以更好地理解现代通信系统中的调制技术，为相关领域的研究和应用提供有益参考。希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！
一种正交采样的风廓线雷达数字接收机设计
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ计算机工程与应用 一种正交采样的风廓线雷达数字接收机设计 张福贵，何建新，姚振东 ＺＨＡＮＧ Ｆｕｇｕｉ，ＨＥ Ｊｉａｎｘｉｎ，ＹＡＯ Ｚｈｅｎｄｏｎｇ 成都信息工程学院中国气象局大气探测重点开放实验室，成都６ １ ０２２５ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６ １ ０２２５，Ｃｈｉｎａ ＺＨＡＮＧ Ｆｕｇｕｉ，ＨＥ Ｊｉａｎｘｉｎ，ＹＡＯ Ｚｈｅｎｄｏｎｇ．Ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ． Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１１，４７（２７）：８３－８５． Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ ｆｏｒ ＵＨＦ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｒｅｃｅｉｖ— ｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｓａｍ－ ｐｌｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ，ＩＱ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｈａｌｆ－ｂａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ，ｅｔｃ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｄｉｇｉ— ｔａｌ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｕｓｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｎａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｓａｍｐｌｉｎｇ；ｄｉｇｉｔａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔ；ｗｉｎｄ ｐｒｏｆｉｌｅｒ ｒａｄａｒ；ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｓｉｇｎ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 摘要：￣ｔｖ］－ＵＨＶ波段风廓线雷达接收机特点，提出并介绍一种高效、高性能的正交采样的数字接收机，通过舟正交采样接收机 理论分析，介绍了正交采样、ＩＱ分离、半带滤波、ＣＩＣ滤波等实现方法。最后通过ｓｉｍｕ１ｉｎｋ对设计进行建模、仿真。仿真结果表明 了基于正交采样技术的数字接收方案的可行性。 关键词：正交采样；数字变频；风廓线雷达；系统设计；仿真 ＤＯＩ：１０．３７７８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—８３３１．２０１１．２７．０２３ 文章编号：１００２－８３３１（２０１１）２７－００８３－０３ 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＮ９５８．２ １引言 数字化接收机是软件无线电的重要内容，软件无线电 最终理想是将模数转换器件（ＡＤＣ）紧接在电台天线，直接 在信号射频进行采样，将模拟信号转换成数字信号，射频以 下其他的所有处理功能全部采用软件模块来实现” ．目前理 论和实现上较成熟的数字化接收机方案是中频数字化接收 机，即将射频信号经低噪声放大，经一次或二次下变频后， 在中频（或高中频）直接采样，在数字下变频到基带得到正 交的Ｉ／Ｑ信号。目前，中频数字化接收机已在通讯、雷达上 普遍使用 。 若直接在射频上进行抽样，即使将信号混频到中频，在数 十ＭＨｚ的中频上对信号进行抽样对ＡＤＣ器件的要求也是 比较高的，且后端用数字信号处理器处理较为困难［３］。介绍一 种基于正交采样技术的直接４５０ ＭＨｚ中频采样的数字变频接 收机系统。 高 ２ ＵＨＦ风廓线雷达接收机 风廓线雷达（ｗｉｎｄ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ Ｒａｄａｒ，ＷＰＲ）主要是利用大气 湍流对电磁波的散射作用进行大气风场等物理量探测的遥感 设备。气象业务中应用较多的是４４０～４５０ ＭＨｚ的对流层风廓 线仪和边界层风廓线仪 。目前传统的风廓线雷达接收机如 图１所示。 ３射频数字接收机系统 目前更多的数字接收机的数字化处理都在经过一次或两 次混频后的中频端进行。随着高速多位Ａ／Ｄ转换器、ＤＤＳ技 术、高速数字信号处理ＤＳＰ技术的迅速发展，雷达接收机数字 化的水平越来越高，根据４４０～４５０ ＭＨｚ（ＵＨＦ）对流层风廓线 雷达的系统特点，本文设计采用射频数字化处理，系统框图如 图２所示。设计中低噪声放大器输出后由带通采样（欠采样） 得到数字信号，经过数字化射频接收系统输出生成风廓线雷 图１ 传统对流层风廓线雷达接收机原理框图 Ｉ数据 Ｑ数据 基金项目：国家自然科学基金（ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｕｎｄｅｒ Ｇｒａｎｔ Ｎｏ．４１０７５０１０）。 作者简介：张福贵（１９７７一），男，讲师，主要研究领域为气象雷达数字信号处理；何建新（１９６６一），男，教授；姚振东（１９６５一），教授。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｆｇ＠ｃｕｉｔ．ｅｄｕ．ｃａ 收稿日期：２０１１－０４．１８；修回日期：２０１１－０７．１１
一种超声回波信号的数字正交检波方法及FPGA实现
第21卷 第3期 2006年9月 西 南 科 技 大 学 学 报
JournalofSouthwestUniversityofScienceandTechnology Vol.21No.3 Sept.2006
收稿日期:2006-01-06 作者简介:曹 文(1974-),男,硕士,讲师,主要从事嵌入式系统与测控技术的研究与开发。E-mail:venvenc@。一种超声回波信号的数字正交检波
方法及FPGA实现
曹 文 刘春梅 胡 莉
(西南科技大学信息工程学院 四川绵阳 621010)
摘要:数字正交检波技术能够较好地提取信号的幅度和相位参数,保留信号包络中的所有信息。提出了将现场可编
程门阵列(FPGA)运用在超声系统的波束形成器中实现超声回波信号的数字正交检波方法,并给出了主要模块在
FPGA内的具体实现和系统仿真结果。仿真和实际运用证明,该检波方法能够明显提高超声图像的空间分辨率和
对比度。
关键词:数字正交检波 现场可编程门阵列(FPGA) 低通滤波器(LPF)
中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1671-8755(2006)03-0056-05
DesignofDigitalI/QDemodulationSystemin
EchoedUltrasonicWavesBasedonFPGA
CAOWen,LIUChun2mei,HULi
(SchoolofInformationEngineering,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,
Mianyang621010,Sichuan,China)
Abstract:DigitalI/Qdemodulationpicksuptheamplitudeandphaseofsignalandremainsalltheinfor2
mationintactunderthesignalenvelope.Forthisreason,FieldProgrammableGateArray(FPGA)isap2