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射频电源应该如何接地?数字射频存储技术是什么?

时间:05-17 来源:网络整理 点击:

首先对量化过程进行分析,现假设基带输入信号为一个正弦信号gi(t)=Esinωit,量化位数为N,经过量化后的信号可用阶梯波y(t)表示,y(t)可以被认为是N对矩形波的叠加。如果A/D变换的量化位数为m,那么正或负半周的量化台阶数为N=2m-1。

  阶梯波的表达式为:

  E2n+1就是量化产生的谐波分量幅度,可由该式计算各阶谐波的功率。

  在采样的过程中,为简便起见,以一位量化信号作为输入,则输入信号为:

  式中:E,ωi分别为输入信号的幅度和角频率。设采样脉冲信号为fs(t),采样后的信号为fo(t),则采样过程在时域上的数学表示式为fo(t)=fi(t)fs(t),在DRFM中采用等间隔均匀采样,采样周期为Ts,采样时钟频率ωs=2πfs。在实际电路中,采样是在采样脉冲上升的瞬间完成的。因此采样脉冲的宽度可以看成一个窄脉宽,用τs。来表示。采样脉冲的傅里叶级数为:

  式中:Es,τs,Ts和ωs分别为采样信号的幅度、脉宽、周期和角频率。则:

  在式(6)中,第一项是基带的谐波信号,是由量化所产生的频谱成分,只有在基带滤波器内,谐波将成为寄生信号,所有nωi》ωs/2的项将被滤除(n取奇数);第二项则完全在滤波器外,不用考虑;第三项是交调信号,满足(mωs-nωi)《ωs/2的所有成分,将成为交调寄生信号,它们是信号谐波与时钟谐波的交叉调制引起的。若以D表示脉冲信号占空比,且忽略第二项,则式(6)变为:

  式(8),式(9)即为计算1 b量化DRFM的高次谐波和交调信号幅度的方法。

  2 仿真模型

  通过建立数学模型,应用当前功能强大的Matlab中Simulink工具箱可以很好地实现该系统的仿真。采样与量化过程的仿真建模如图1所示。

  信号发生部分采用Signal Generator模块产生正弦波;噪声源采用Gaussian Noise Generator,Zero-Order Hold模块实现采样功能。Compare To Zero模块实现单比特量化,Uniform. Encoder模块实现多比特量化。各路信号分别经Data Type Conversion转换为合适的数据格式,送入Spectrum Scope显示频谱。该模型同时显示四路信号经处理后的频谱,四路信号由同一信号源产生,以使得结果更具可比较性。为了尽量模拟实际环境,加入了均值为0、方差为0.01的高斯噪声。

  3 仿真分析

  (1)输入信号频率fi=10 MHz,经理论分析计算得到表1。

  对模型进行仿真得到结果如图2所示((a)~(d)分别对应于仿真模型的四个支路)。

  (2)输入信号频率fi=20 MHz。经理论分析计算得到表2;对模型进行仿真结得到结果如图3所示((a)~(d)分别对应于仿真模型的四个支路)。

  由理论图表及仿真图形可知,该组仿真方案没有谐波产生,频谱图中仅有45 MHz处的基波和15 MHz,75 MHz处的交调,这一现象是由于信号频率过高,以致于谐波频率过高而被基带滤波器除去。尽管没有谐波产生,但是交调的功率很大,对系统的高性能工作同样是一个不利因素。

  4 结 语

  综上所述,根据采样与量化过程仿真分析可以得出:

  (1)采样和量化使信号频谱发生变化,出现了新的频率分量——谐波和交调,降低了DRFM的有效发射功率,使得系统的工作能力变差。

  (2)噪声污染会使频谱变得更加复杂,对于一个系统,输出信噪比取决于输入信噪比和系统内部信噪比,因此噪声的存在必将降低DRFM的信噪比。

  (3)总的来讲,谐波分量随频率增加降低,而交调分量随频率增加升高,也就是说高次谐波幅度较低次的小,而高次交调幅度较低次的大。

  (4)当信号频率和采样率一定时,提高采样率或增加量化位数都可以起到抑制寄生信号的作用。具体来讲,提高采样率对交调有很好的抑制作用,而对谐波作用不明显;增加量化位数对交调和谐波都有很好抑制作用。

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