正交采样的理论和技术实现
正交实验的原理应用
正交实验的原理应用正交实验(Orthogonal experiment)是一种通过在各个试验条件上进行全面系统且彼此独立的设计和排列试验,以获取最大化信息的试验方法。
该方法既能减少试验次数,又能得到准确的统计结果,被广泛应用于工程、科学、管理和医药等领域。
正交实验的原理是基于多因素多水平的统计方法。
试验中的多个因素是一个系统中的相互作用因素,通过对每个因素设计多个水平进行试验,可以得到不同水平下因素之间的关系。
而正交实验的排列设计能够使得每个因素的每个水平在试验中均匀分布,将不同的水平组合起来进行试验,从而减少冗余试验次数,提高实验效率。
1.产品设计:在产品设计中,正交实验能通过全面探索不同因素之间的相互关系,找到最优的设计方案。
通过对产品的多个参数进行多水平设计,可以确定最佳组合,从而提高产品的性能和质量,并降低成本。
2.工程管理:在工程管理中,正交实验可以帮助确定最佳的资源配置和进度安排。
通过考虑不同的因素如人员、设备、时间等的组合和配比,可以找到最优的方案,提高工程效率和质量。
3.制造过程优化:在制造过程中,正交实验可以辅助确定不同因素对产品质量的影响程度,以及最佳参数设置。
通过对尺寸、材料、工艺等多个因素进行正交实验,可以找到最佳的组合,确保产品的一致性和可靠性。
4.医药研发:在医药研发中,正交实验可以辅助确定不同因素对药物疗效的影响,并确定最佳的配方和用量。
通过对不同药物成分、剂型、剂量等因素进行正交实验,可以找到最佳的组合,提高药物的疗效和安全性。
5.营销策略:在市场营销中,正交实验可以辅助确定不同因素对市场反应的影响,以及最佳策略的制定。
通过对产品特性、价格、促销等因素进行正交实验,可以找到最佳的组合,提高市场份额和盈利能力。
总之,正交实验作为一种全面且高效的试验方法,可以应用到各个领域中。
通过对多个因素进行全面的探索和分析,可以帮助决策者找到最佳的方案和决策,提高工作效率和质量。
中频正交采样原理和其实现
模拟方法实现正交变换的缺点 :
需要产生正交的两个本振信号cos(w0t)和 sin(w0t)。当这两个本振信号不正交时,就会产生虚 假信号。为使虚假信号尽可能地小(虚假抑制足够大), 就必须对上述两个正交本振的正交性提出很高的要求
2019/11/10
正交性与虚假抑制之间的关系
2019/11/10
只取正频部分得到一个新信号z(t).[由于z(t)只含正 频分量,故z(t)不是实信号,而是复信号],z(t)的频谱 Z(f)可表示为:
2019/11/10
定义
H x(t)
1
x( )d
t
为x(t)的Hilbert变换,
则实信号x(t)的解析表示
起的,如图所示
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对于时间上“对不齐”的现象,可以采用两路分别用一个
ห้องสมุดไป่ตู้
延时滤波器来进行校正(相当于分数倍的插值),这两个滤
波器的频率响应满足
H H
q I
(e (e
j ) j )
e
j 2
例如可选
H
q
(e
j
)
H I (e j )
1
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可采用滤波器的多相网络结构
z(t) x(t) jH[x(t)]
同相分量
正交分量
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Z(t)的实部和虚部正交,因为
x(t) H[x(t)]dt 0
上式表明z(t)的实部x(t)和虚部H[x(t)]是正交的,故 Hilbert变换就是一个正交变换,由它可以产生实信号的正交 分量,其实现过程如下:
正交试验设计方法讲义及举例
正交试验设计方法讲义及举例正交试验设计方法是一种多因素试验设计方法,它能够有效地减少试验所需的样本数量,提高试验结果的精确性和可靠性。
正交试验设计方法是在已知因素水平的情况下选择对试验结果影响最大的因素进行研究的一种方法。
以下是正交试验设计方法的讲义及举例:一、正交试验设计方法的原理及步骤:1.原理:正交试验设计方法通过选择适当的正交表,将多个因素的不同水平组合进行排列,使各因素的变化对试验结果影响均匀化,从而获得准确可靠的试验结果。
2.步骤:a.确定试验因素及其水平:根据试验目的确定需要研究的因素及其水平。
b.选择正交表:根据试验因素的个数和水平确定适用的正交表,正交表能够保证试验结果的均匀性和可靠性。
c.设计试验方案:根据选择的正交表,将试验因素的水平进行组合,获得试验方案。
d.进行试验:按照试验方案进行实际试验。
e.分析试验结果:对试验结果进行统计分析,获得对试验因素的影响程度及其交互作用等信息。
f.微调试验方案:根据试验结果微调试验方案,迭代优化试验过程。
二、正交试验设计方法的优点:1.降低样本数量:正交试验设计方法能够通过对试验水平的排列组合,使试验因素的水平均匀分布,从而减少试验所需的样本数量。
2.提高试验效率:正交试验设计方法能够在有限样本量下获得更多的试验信息,提高试验效率。
3.确保结果可靠:正交试验设计方法通过保证试验因素的均匀分布,减少人为因素的干扰,从而保证试验结果的可靠性和准确性。
4.揭示因素交互作用:正交试验设计方法能够揭示因素之间的交互作用,进一步优化设计过程。
三、正交试验设计方法的举例:例如,公司要研究一种新的洗发水对头发柔顺度的影响,试验主要包括3个因素:洗发水品牌(A、B、C)、洗发水用量(X、Y、Z)和洗发水停留时间(T1、T2、T3)。
根据正交试验设计方法,按照以下步骤进行设计:1.选择正交表:根据3个因素和各因素的水平,选择适用的正交表,如L9正交表。
2.设计试验方案:根据L9正交表,将3个因素的水平进行组合,得到9个试验方案,每个方案分别测试一种组合情况。
正交采集
3.1 正交脉冲采集光栅尺输出一组正交脉冲信号,即相位差为90°的两路方波,如图2所示。
当光栅尺正向移动一个栅距时,光栅尺输出一个00—01一11—10—00循环,A 路方波相位超前于B路90°;当光栅尺反向移动一个栅距时,光栅传感器输出一个00—10一11一01一00循环,A路方波相位滞后B路90°。
分析A,B两路方波的逻辑状态发现A,B两路方波在任意时刻下只有一路信号发生逻辑状态变化。
如果在逻辑状态变化前A,B两路的状态相同,那么变化后的逻辑状态肯定相异;如果变化前A,B两路方波逻辑状态相异,那么变化后逻辑状态肯定相同。
只需对这两路信号异或,就能提取光栅尺运动的方向信号updown以及与运动距离成正比的计数脉冲cp。
光栅尺移动一个栅距将输出4个cp脉冲,系统测量的最小分辨率提高至1/4栅距,通常称为四裂相或四倍频。
CPLD在每个clk的上升沿检测A,B两路方波的状态,首先分别对当前检测的状态A0,B0和上次检测的状态A1,B1相异或,然后将两次异或值再异或。
如果最后异或值为1,则说明A,B两路方波发生变化,则向可逆计数器输入一个高电平宽度为1个clk周期的计数脉冲cp,3.2 可逆计数器将提取的方向信号updown和计数脉冲cp输入至可逆计数器,实现对光栅尺输出的正交脉冲计数。
可逆计数器模块的VHDL程序如下:3.3 clk的取值由于CPLD的采样时钟clk必须大于8倍光栅尺输出的正交脉冲,因此系统不会丢失信号。
该系统设计使用40 MHz有源晶体振荡器作为CPLD的采样时钟源,可记录的最大光栅传感器输出信号频率为5 MHz。
如果使用50线/mm的光栅尺,经过CPLD的四裂相细分后,计算该光栅尺接该系统的最大不漏数加工速度为20 μmx5 MHz=100 m/s,最小分辨率为5μm。
远远超出机床运行的极限速度,完全满足实际需求。
3.4 EPM240简介选用Altera公司的EPM240作为CPLD,EPM240是MAX Ⅱ系列器件中的一员。
正交试验设计原理【大学生论文实验必备】
正交试验设计对于单因素或两因素试验,因其因素少,试验的设计、实施与分析都比较简单。
但在实际工作中,常常需要同时考察3个或3个以上的试验因素,若进行全面试验,则试验的规模将很大,往往因实验条件的限制而难于实施。
正交试验设计就是安排多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法。
一、正交试验设计的概念及原理1、正交试验设计的基本概念正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因素试验的一种设计方法。
它是由试验因素的全部水平组合中,挑选部分有代表性的水平组合进行试验的,通过对这部分试验结果的分析了解全面试验的情况,找出最优的水平组合。
例如,一个三因素三水平试验,各因素的水平之间全部可能组合有27种。
全面进行试验可以分析各因素的效应,也可以选出最优水平组合。
但全面试验包含的水平组合数数多,工作量大。
在有些情况下无法完成。
若试验的主要目的是寻求最优水平组合,则可利用正交表来设计安排试验。
正交试验设计的基本特点是:用部分试验来代替全面试验,通过对部分试验结果的分析,了解全面试验的情况。
如对于上述3因素3水平试验,可利用正交表L9(34)安排,试验方案仅包含9个水平组合,就能反映试验方案包含27个水平组合的全面试验的情况,找出最佳的生产条件。
2、正交试验设计的基本原理在试验安排中,每个因素在研究的范围内选几个水平,就好比在选优区内打上网格,如果网上的每个点都做试验,就是全面试验。
如上例中,3个因素的选优区可以用一个立方体表示(图10-1),3个因素各取3个水平,把立方体划分成27个格点。
若27个网格点都试验,就是全面试验。
3因素3水平的全面试验水平组合数为33=27,4因素3水平的全面试验水平组合数为34=81,5因素3水平的全面试验水平组合数为35=243,这在科学试验中是有可能做不到的。
正交设计就是从选优区全面试验点(水平组合)中挑选出有代表性的部分试验点来进行试验。
图10-1图10-1中标有试验号的九个点,就是利用正交表L9(34)从27个试验点中挑选出来的9个试验点。
基于全通分相网络的数字正交采样技术
基 于 全 通 分 相 网络 的 数 字 正 交 采 样 技 术
颜 彪 张 慧 朱一 欢
( 扬州大学信息工程学院 , 扬州 2 5 0 ) 20 9 摘 要 :数字正交变换是雷达和通信等系统 中为数字信号处 理提供高质 量的正交 信号 的关键 技术之一 。本 文基 于全通
数字分相 网络 , 设计并分析 了一种新的数字正交采样方案 。该方案 的优点 就是把数 字滤波 器设计 成一对 9 。 0 的分 相 网络 , 利
pigsh m ie n i usd w i ae nal p s i t h eslt gn tok.T e d a t eo l c e eigvnadd cse , hc i bsdo — a g a p a —pii e rs h v a f n s s hs l s di l s tn w a n g teshmei ta tedg a ft ei e sap i o 9 。p aeslt g ntok d tem t igo o h c e t i t l ri d s n da ar f 0 h s— ii e rsa ac n f w sh h il i e s g p tn w n h h t
sg s smp e a d e s o b mp e n e i i i l n a y t e i l me td;h w v rt e c s i t a e A/ o v  ̄ rw t ih rs mp ig r t s n o e e h o t sh t h D c n e e i h g e a l ae i t h n
直接中频正交采样的Bessel内插实现
(一 (为 整 ) 等÷ 正数 由 采 间 A (一) 式1 的: t 式1 为 于 样 隔£ 芋 , (中 £ A (变 : 1 令 ) n, ) 则
=( 2 ) 源自S n t =【 (A) { (
一
r (一1 , n t ) ( A)
1 丁 Q( A )・ ) n t (一1 )
信号 处理 的办法 产 生正 交复 基 带信 号 。通过 选 取 工程 较 易 实 现 的 中点 B se esl内插 函数 , 到 正 交 得 的 两路基 带 IQ信 号 , 、 从理 论 与 大量测 试 中表 明相位 误 差 比传 统相 干检 波器 小 一个 数量 级 , 无幅 且
度误 差 , 大大提 高 了检 波器 的性 能 。
I£ cs  ̄ o () o2 f —Q()i2r t £s  ̄o n f
() 1
式 中 A t 、 () It 、 t各代 表振 幅 、 () t 、() Q() 相位 、 同相分 量 和正 交分 量 , 为信号 中心 频率 。 令 为 采样 频率 , 足 N qi 准则 , 有约 束关 系 : 满 yus t 且
方法 . 既完 成 了正交 化 处理 , 实现 了信 号 的检 波 。 又
收 稿 日期 :02— 1— 1 2 0 0 3 作者简 介 : 朱荣新 ( 94一) 男 , 16 , 浙江余 姚人 , 副教授 , 硕士 , 主要从 事信号与信 息处理 、 测控技术研究
维普资讯
号 处理 成败 的关 键 . 统 的方法 是采 用 双通 道处 理技 术 , 过 两路 正 交 的相 位 检 波器 得 到 IQ视 频 信 号 , 传 通 、 经 视 放和 低通 滤波 器后 , 由两 路 A D变换 器 变换 成 IQ数 字 信 号 。在 模 拟 相 位 检 波 器 之 后 ,、 / 、 IQ两 支 路 的低 通 滤波 器和 视放 ( 带运 放 ) 宽 很难 做 到增 益 匹配 和无零 点漂移 , 路输 出信 号 的相 位误 差 一般 只能做 到 2 两 。~ 3, 。幅度误 差约 为 0 5d 这就 限 制 了信 号 处理 器 性能 的进 一 步提 高 。 . B,
正交设计的原理及应用
正交设计的原理及应用1. 引言正交设计是一种在实验设计中广泛应用的方法,旨在通过最小次数的试验来获取最大量的信息。
本文将介绍正交设计的原理、应用和优势。
2. 正交设计的原理正交设计的核心原理是通过合理安排试验因素的组合,以最小的试验次数获得最大信息。
正交设计要求试验因素的每个水平都与其他试验因素的水平独立,并且每个水平在所有试验中均出现相同次数。
3. 正交设计的要素正交设计包括以下几个要素:3.1 试验因素试验因素是影响试验结果的变量,可以是物理性质、操作参数等。
3.2 试验水平试验水平是试验因素的不同取值,通常取两个或多个水平。
3.3 正交表正交表是一种用于规划试验的工具,它能够确保每个试验的不同水平组合出现的次数相等,并且使得各个试验因素之间具有均匀的互作效应。
4. 正交设计的步骤使用正交设计进行试验的一般步骤如下:4.1 确定试验因素和水平根据实验目的和试验要求,确定试验因素及其水平。
4.2 选择适当的正交表根据试验因素的个数和水平数选择适当的正交表。
4.3 填充正交表根据正交表的要求,将试验因素及其水平填充到正交表中。
4.4 进行试验按照正交表中的水平组合进行试验。
4.5 分析试验数据根据试验结果,进行数据分析,得出结论。
5. 正交设计的应用正交设计在实际应用中具有广泛的应用领域,包括但不限于以下几个方面:5.1 产品优化正交设计可以用于产品优化,通过对产品的不同因素进行试验,找到最佳的组合方式,优化产品性能。
5.2 工艺改进正交设计可以用于工艺改进,通过试验不同工艺参数的组合,确定最佳的工艺条件,提高生产效率。
5.3 药物研发正交设计可以用于药物研发,通过试验不同药物成分的组合,找到最有效的药物配方,提高药物疗效。
5.4 实验设计正交设计可以用于各种实验设计,通过合理安排试验因素的组合,获得最大量的信息,提高实验效果。
6. 正交设计的优势正交设计相比于其他试验设计方法具有以下优势:6.1 节省试验成本正交设计通过最小化试验次数,节省了试验成本。
基于多相滤波的正交采样零中频数字化接收及QPSK高速解调的FPGA实现
文 章 编 号 : 10 —2 9(0 0 0 — 140 070 4 2 1) 20 3 -5
电路与系统学报
J OURNAL OF CI UI RC TS AND YS E S S T M
v0 .5 I 1
Ap l i r,
对 于 带通 过 采 样 技 术 ,ADC 采 样 频 率 必须 满 足 :
完 成 宽 带 中频 信 号 的 过 采样 。
收藕 日期 t 0 90 ・7 2 0-21 修订 日期 :2 0 —51 0 90 - 1
≥2 。当
图 2 中频 宽 带 信 号 频 谱
中心 频 率 厂和 信 号 带 宽 B 较 高 时 ,需 要 很 高 的 ADC采 样 频 率 才 能 0
() 1
( ) 2
≥B 1 ) (+r
A ,
, =01 一 m ,23 ,
十 l
其 中 , r 一f ) B一1 =( L/ ,为 带 通 滤 波 器 的矩 形 系数 。 由 图 1 以看 出 ,无 论采 用 过 采 样 和 欠 采 样 技 术 , 中频 数 字 化 接 收机 都 需 要 对 采 样 的 信 号 进 行 正 可 交 数 字 下 变 频 。正 交数 字 下变 频 可 以产 生 完 全 正 交 的本 振 信 号 ,不 存 在 I 、O 两 路 幅 度 和 相 位 失 配 的
No 2 . 2 0 01
基 于多相滤 波 的正交采样零 中频 数字 化接 收 及QP K S 高速解 调 1 P A  ̄F G 实现 g
赵 国栋 2 , 徐建 良
( . 信 系 统 信 息 控 制 技术 国家 级 重 点 实 验 室 ,浙 江 嘉 兴 3 4 3 ;2 1通 1 0 3 .中 国 电子 科 技 集 团公 司 第 三 十 六研 究所 ,浙 江 嘉 兴 34 3 ) 10 3
中频正交采样原理及其实现
缺点:数据采集时需要较高的采样率 。
2018/11/17
2、多相滤波法
基本原理:
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2、多相滤波法
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多相滤波法实现过程
2018/11/17
由前面知 容易得到
也就是说两者的数字谱相差一个延迟因子 e 2 ,在时域上相当 于相差半个采样点。这半个延迟差显然是由于采用了奇偶抽取所引 起的,如图所示
低通滤波法: 19 阶FIR等纹波滤波器 Bessel 插值法:19 阶插值滤波器, 多相滤波法:8 阶延时滤波器(系数偶对称)。
2018/11/17
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三种实现方法的性能比较
低通滤波法:在整个带宽内都具有比较平均的衰
减,适用于边带频谱较强的场合; 插值法:频偏较小时,具有很高的镜频抑制效 果,但其有效带宽较小,镜频抑 制比很 快就衰减到较低的水平; 多相滤波法:有效带宽较大,所需的滤波器的阶 数仅为低通滤波法的1/4,实现简 单;
6阶Bessel插值公式:
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插值处理:Bessel插值法
插值公式工程使用:
8点Bessel插值公式为:
ˆ 1 I I 1 1 I I 1 I I I 5 4 6 4 6 2 8 2 8 2 16
ˆ 为 I 2 、I 4 、I 6 、I 8 的中值点。 式中, I 2 、I 4 、I 6 、I 8 为已知点,I 5
j
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对于时间上“对不齐”的现象,可以采用两路分别用一个 延时滤波器来进行校正(相当于分数倍的插值),这两个滤 H q (e j ) j 波器的频率响应满足 e 2 j H I (e ) H (e j ) H (e j ) 1 I q 例如可选
正交试验原理
正交试验原理
正交试验原理是一种统计学中常用的实验设计方法,用于确定和分析多个因素对实验结果的影响。
在正交试验中,各个因素以及不同水平的组合被称为处理,通过正交设计来保证每个处理在实验设计中出现的次数相等且均匀分布,从而有效地减少误差的影响。
正交试验原理的核心思想是通过合理的实验设计,将处理之间的相互影响最小化,从而得到准确、可靠以及可重复的结果。
具体而言,正交试验通过构建一个正交表(也称为正交阵)来确定实验中各个处理的安排顺序。
正交表是一种特殊的二维矩阵,其中每行和每列的组合都呈现出均匀、平衡的分布。
通过正交试验,可以同时考虑多个因素对实验结果的影响,减少实验所需的次数和资源,并且可以更好地控制和排除其他因素引起的误差。
同时,正交试验还可以通过对不同处理组合的比较分析,确定各个因素对实验结果的主次影响程度,进一步优化实验设计。
正交试验原理的应用广泛,特别适用于工程、科学研究以及生产过程中的设计与优化。
其优势在于提高实验效率、减少数据产生的随机性,从而提高数据的可信度和有效性。
同时,正交试验还可以通过响应面分析等方法,进一步对实验结果进行预测和优化,为决策提供科学依据。
正交测相位的方法
正交测相位的方法
正交测相位的方法是一种用于精确测量信号之间相位差的技术,主要应用于信号处理、通信系统和激光测距等领域。
以下是一些实现正交测相位的方法:
1. 数据采样:对待测信号进行数据采样,得到数字信号。
2. 构建参考信号:根据数字信号构建第一参考信号和第二参考信号,这两个信号通常是正交的,即它们的相位差为90度。
3. 信号相乘与滤波:将待测信号分别与第一参考信号和第二参考信号相乘,然后对相乘后的信号进行滤波,以保留差频项。
4. 正交解调处理:通过正交解调处理,可以获得与相位差相关的直流偏置电平,进而通过采样和计算得到相位差的测量结果。
5. 使用移相器:配合两个正交解调模块,综合两个模块的测量结果,以保证测量精度并分辨两路信号之间的超前滞后关系。
6. 归一化和正交化方法:在相移相位测量中,利用归一化和正交化方法提取待测量相位,这种方法可以在任意未知相移量情况下快速高精度地恢复相位信息。
总的来说,这些方法能够提高相位测量的精度和可靠性,对于需要精确控制和测量相位的应用至关重要。
ofdm 采样定理
ofdm 采样定理OFDM(正交频分复用)是一种常用的多载波调制技术,广泛应用于无线通信系统中。
OFDM采样定理是指在OFDM系统中,为了避免互相干扰,需要对信号进行适当的采样和重构。
下面将详细介绍OFDM采样定理的原理和应用。
在传统的单载波调制技术中,通信信道被分成多个子信道,每个子信道只能传输一个用户的信息。
而在OFDM技术中,将整个频谱分成多个子载波,并且这些子载波之间是正交的,可以同时传输多个用户的信息。
这样的好处是可以充分利用频谱资源,提高系统的传输效率。
在OFDM系统中,每个子载波的频谱带宽相对较窄,因此每个子载波的符号周期相对较长。
为了避免子载波之间的互相干扰,需要对信号进行适当的采样和重构。
OFDM采样定理就是保证在接收端能够准确地重构出原始信号。
OFDM采样定理的核心是奈奎斯特采样定理。
奈奎斯特采样定理指出,为了完全恢复一个带宽为B的信号,需要以2B的采样频率进行采样。
在OFDM系统中,每个子载波的带宽为Δf,总共有N个子载波,因此整个OFDM信号的带宽为Δf*N。
根据奈奎斯特采样定理,我们需要以2Δf*N的采样频率对OFDM信号进行采样。
在实际应用中,为了避免采样频率过高导致系统复杂度增加,一般会选择超过最小采样频率的2倍进行采样。
这样可以保证在接收端能够准确地重构出原始信号,并且还能够降低系统的复杂度。
除了采样频率,OFDM系统中还需要考虑到子载波之间的保护间隔。
由于实际系统中存在各种干扰和失真,子载波之间需要留出一定的保护间隔来避免互相干扰。
保护间隔一般取决于系统的设计要求和实际环境,一般情况下为子载波带宽的10%到20%。
除了奈奎斯特采样定理外,OFDM系统中还需要考虑到时钟同步和频率同步。
时钟同步是指接收端时钟与发送端时钟之间的同步问题,频率同步是指接收端频率与发送端频率之间的同步问题。
时钟同步和频率同步对于OFDM系统的正常运行非常重要,可以通过引入导频信号来实现。
正交幅度调制(qam)信号解调方案原理及实现
正交幅度调制(qam)信号解调方案原理及实现1. 引言1.1 概述本文主要探讨正交幅度调制(QAM)信号解调方案的原理及实现。
随着通信技术的快速发展,QAM已成为一种重要的数字调制方式,被广泛应用于无线通信、光纤通信以及数字电视等领域。
QAM具有高可靠性与高传输效率的优势,因此对于了解其解调原理以及实际应用具有重要意义。
1.2 文章结构本文包括以下几个部分:首先,我们将介绍QAM信号的基础知识,包括其特点、调制原理和解调原理。
然后,我们将详细讨论QAM信号解调方案的实现方法,包括直接检测法、匹配滤波器法和软判决法。
接下来,我们将进行实验验证,并对结果进行比较分析。
最后,在结论部分总结全文,并展望未来QAM技术的发展方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨正交幅度调制(QAM)信号解调方案的原理和实现方法,帮助读者更好地理解QAM技术并能够应用于实际工程中。
通过对不同解调方案的比较与分析,读者将能够选择最适合自己应用场景的解调方法,并对未来QAM技术的发展有所展望。
2. 正交幅度调制(qam)基础知识:2.1 QAM信号特点:正交幅度调制(QAM)是一种常见的数字调制技术,它能够在有限的频谱资源中有效地传输多个数据位。
QAM信号的主要特点包括以下几点:首先,QAM信号是一种复合调制技术,它同时利用了载波的相位和幅度来传输信息。
其次,QAM信号由两个正交载波分量组成,一般被称为I路与Q路。
这意味着QAM信号可以提供更高的数据传输率,因为每一个载波上都可以携带独立的信息。
第三,QAM信号通过改变正弦波的相位和幅度来表示数字数据。
具体来说,将不同电平的比特映射到不同的相位角和能量水平上。
最后,QAM信号具有抗噪声和抗干扰能力强的优势。
由于不同相位角之间存在较大差异,并且存在着很多可选的相位和幅度组合方式,使得接收端可以根据接收到的信号选择最佳策略以抵御噪声和干扰。
2.2 QAM调制原理:正交幅度调制(QAM)的调制原理基于将数字数据映射到一组离散的复平面点上。
中频正交采样原理及其实现
➢正交性与虚假抑制之间的关系
设两个本振信号的正交误差为 ,即两个本振信号分别为
和
,设输入信号为
➢正交性与虚假抑制之间的关系
设两个本振信号的正交误差为 ,即两个本振信号分别为
和
,设输入信号为
•当
时,
•为使虚假抑制达到60dB,则正交误差
0.1°。
必须小于
➢为达到较高的虚假抑制,对正交本振的正交性要求相当高, 一般模拟方法难以实现。可采用数字正交混频的方法。
只取正频部分得到一个新信号z(t).[由于z(t)只含正频 分量,故z(t)不是实信号,而是复信号],z(t)的频谱Z(f) 可表示为:
➢定义
为x(t)的Hilbert变换,
则实信号x(t)的解析表示
同相分量
正交分量
➢Z(t)的实部和虚部正交,因为
➢上式表明z(t)的实部x(t)和虚部H[x(t)]是正交的,故 Hilbert变换就是一个正交变换,由它可以产生实信号的正交 分量,其实现过程如下:
➢缺点:数据采集时需要较高的采样率 。
2、多相滤波法
➢ 基本原理:
2、多相滤波法
➢多相滤波法实现过程
由前面知 容易得到
也就是说两者的数字谱相差一个延迟因子 ,在时域上相当 于相差半个采样点。这半个延迟差显然是由于采用了奇偶抽取所引 起的,如图所示
➢对于时间上“对不齐”的现象,可以采用两路分别用一个 延时滤波器来进行校正(相当于分数倍的插值),t)
Hilbert变换
xQ(t)=H[x(t)]
➢用复解析信号z(t)表示一个实信号的原因: 复信号可以用极坐标表示:
窄带信号的正交分解
➢ 窄带信号
➢以上分析可以看出,一个实的窄带信号既可以用解析 信号z(t)来表示,也可以用其基带信号(零中频信号)zB(t) 来表示。
基于多相滤波原理的数字正交采样技术
基于多相滤波原理的数字正交采样技术作者:罗星华苏涛来源:《现代电子技术》2008年第03期摘要:针对传统正交采样方法存在运算数据量大,镜频抑制比小及硬件实现资源消耗大等方面的不足,分析了一种基于多相滤波结构的数字正交采样方法。
首先对多相滤波法实现数字正交变换的原理进行了分析,然后根据多速率信号处理理论推导并给出了基于多相滤波结构的子滤波器的实现方法,最后,通过仿真验证了该方法的有效性。
实验结果表明该方法较之传统的低通滤波法有很大的优越性。
关键词:中频采样;正交采样;多相滤波;镜频抑制比中图分类号:TN911.7 文献标识码:B文章编号:1004373X(2008)0302704Digital Quadrature Sampling Techniques Based on Polyphase FilteringLUO Xinghua,SU Tao(National Key Lab of Radar Signal Processing,Xidian University,Xi′an,710071,China)Abstract:In view of the deficiency of the traditional quadrature sampling such as greater data stream,smaller image frequency ratio and vaster cost of resources,a new method based on polyphase filter is given in this paper.First,it gives an analysis of the principle of digital quadrature transformation based on polyphase filtering,then presents the method to implement branch filters based on the structure of polyphase filter according to the theory of multirate signalprocessing.Finally,a simulation by Matlab demonstrates the validity of this means,and results of the experiment also show its superiority over the traditional method.Keywords:IF sampling;quadrature sampling;polyphase filtering;image frequency ratio1 引言在信号处理领域,对接收到的信号进行正交采样,可保留信号的幅度和相位信息,因而得到了广泛应用。
正交采样原理
正交采样原理嘿,朋友们!今天咱来唠唠正交采样原理。
你说这正交采样原理啊,就像是一位神奇的魔法师,能把复杂的信号世界变得清晰又有趣!咱就打个比方吧,信号就像是一群调皮的小孩子,在一个大广场上跑来跑去。
我们要想清楚地知道这些小孩子都在干啥,那可不容易。
但有了正交采样原理,那就不一样啦!它就像是给这些小孩子排好了队,一个一个地让我们看清楚。
你想想,要是没有这个神奇的原理,我们面对那些乱七八糟的信号,不就跟无头苍蝇似的,完全不知道该咋办。
可现在呢,有了它,我们就能有条有理地把信号给弄明白咯!正交采样原理就好像是给我们开了一扇窗,让我们能看到信号背后的秘密。
它能把连续的信号切成一段一段的,就像切蛋糕一样,每一块都能让我们仔细研究。
这多厉害呀!你说这原理是不是特别牛?它让那些原本复杂得让人头疼的信号变得乖乖听话。
我们可以通过它,轻松地获取我们想要的信息,就像在大海里捞到了宝贝一样。
而且啊,正交采样原理在好多地方都大显身手呢!比如说在通信领域,没有它,我们怎么能顺畅地打电话、上网呀。
还有在图像处理、音频处理等等方面,它都发挥着至关重要的作用。
咱再换个说法,正交采样原理就像是一个超级侦探,能从那些看似毫无头绪的线索中找出关键信息。
它能把那些隐藏起来的信号给揪出来,让我们看得明明白白。
你看啊,我们的生活中到处都有信号,电视信号、手机信号、无线网络信号等等。
要是没有正交采样原理来帮忙,这些信号不就乱成一团麻啦?那我们的生活还不得乱套呀!所以说呀,正交采样原理真的是太重要啦!它就像我们的好伙伴,默默地帮我们解决着各种难题。
总之呢,正交采样原理就是这么神奇,这么厉害!它让我们能更好地理解和处理那些复杂的信号,让我们的科技生活变得更加丰富多彩。
我们可得好好珍惜这个神奇的原理,让它为我们创造更多的美好呀!难道不是吗?。
2-正交采样
1第2章 正交欠采样理论基础2.1 基本采样理论Nyquist 采样定理:设有一个频率带限信号x (t ),其频带限制在(0,f H )内,如果以不小于f s =2f H 的采样速率对x (t )进行等间隔采样,得到时间离散的采样信号x (n )=x (nT s )(其中T s =1/f s 称为采样间隔),则原信号x (t )将被所得到的采样值x (n )完全地确定。
该定理说明:如果以不低于信号最高频率两倍的采样率对带限信号进行采样,那么所得到的离散信号采样值就能准确地确定原信号。
2.2 带通信号采样理论Nyquist 采样定理只讨论了其频谱分布在(0,f H )上的基带信号的采样问题,如果信号的频率分布在某一有限的频带(f L ,f H )上时,根据Nyquist 采样定理仍然可以按f s ≥2f H 的采样速率进行采样。
但是当f H »B =f H -f L 时,即当信号的最高频率f H 远远大于其信号带宽B 时,若仍然按照Nyquist 采样定理来采样的话,则采样频率会很高,以致很难实现。
带通信号本身带宽并不一定很宽,能否用比Nyquist 采样率更低的速率来采样呢?甚至以两倍带宽的采样率来采样呢?带通信号采样定理:设一个频率带限信号x (t ),其频带限制在(f L ,f H )内,如果其采样速率f s 满足:12)(2++=n f f f H L s (2-1)式中,n 取能满足)(2L H s f f f -≥的最大正整数,则用f s 进行等间隔采样所得到的信号采样值能精确地确定原信号x (t )。
或者:221H Ls f f f n n ≤≤+,n 为LH Lf f f -值的整数部分。
(通信原理) 式(2-1)用带通信号的中心频率f 0和频带宽度B 也可以表示为:21240+=n f f s (2-2)式中,f 0=(f H + f L )/2,n 取能满足B f s 2≥(B = f H - f L )的最大整数。
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。