数字信号处理课程设计24457

1、离散时间信号处理课程设计 学号：2012029070019姓名：谢超任课老师：唐斌设计要求：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In、Qn数据率(采样率)为2.5MHz。LPFADCNCOLPF采样率变换采样率变换数字信号处理单元Xc(t)cosw0nsinw0nfsXnS_InS_Qn图1 接收机原理框架BfXc(f)f0-f0B图2 接收信号参数 1. 请设计ADC的采样率fs，画出xn的频谱X(ejw)2. 请推导正交解调器的输出S_In和S_Qn的表达式，画出频谱示意图；若要将

2、信号谱搬移到零中频，请确定NCO的频率W03. 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。设计过程1.设计ADC的采样率fs，画出xn的频谱X(ejw)Adc采样率fs>=2*f0，fs取100MHZ。(t)为相位调制函数(调制带宽B=2MHz)，取(t)=cos(2*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100Mt0=n0/

3、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

4、(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*1000000

5、00/2 = 40M2.推导正交解调器的输出S_In和S_Qn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W0W0=4/5S_In = xn* cosw0n=cos4n/5 +cosn/50*cos4n/5Sl=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,

6、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');S_Qn =

7、xn* sinw0n=cos4n/5 +cosn/50*sin4n/5Sq=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(

8、9;|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;legend('modulated signal');3.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。在20Mhz左右范围内混叠产生一些频率需滤

9、除，所以设计fir的指标为：fpass=5MHZ，fstop=15MHZ，要求杂散抑制比超过50dBc，取Astop=50db时就已足够了。窗函数采用Kaiser窗，wp=/10,ws=3/10,wc=/5, w=/5,A=50= 0.5842*(A-21)0.4+0.07886*(A-21)=4.5336M=(A-8)/(2.285*pi/5) = 29.254M取30pp=linspace(0,29,30);hlp=(sin(pp-15)*pi/5)./(pp-15)*pi);hlp(16)=0.2;h=hlp.*FIRLPF'scatter(pp,h,'o');s

10、ubplot(3,1,2);ll=linspace(0,2*pi,20000);h3=zeros(1,20000);for k=1:20000 h3(k)=0; for i=1:30 h3(k) = h3(k) + h(i)*exp(-1j*2*pi*(k-1)*(i-1)/20000); endendplot(ll,10*log(abs(h3);grid on;xlabel('w');ylabel('dB');4.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。S_In通过低通滤波器后Sl=Dsb.*cos(2*pi*fca*t);Sl=conv(

11、Sl,h);subplot(3,1,1);plot(t(1:1000),Sl(1:1000);title('时域');xlabel('t');ylabel('voltage');grid on;legend('modulated signal');subplot(3,1,2);w=linspace(-1,1,20029);plot(w,fftshift(abs(fft(Sl);title('幅频');xlabel('w');ylabel('|X(ejw)|');grid on;leg

12、end('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');采样率降为2.5M，即抽取系数为40，程序如下Sll=zeros(1,500);for i=1:500 Sll(i)=Sl(i*40);endsubplot(3,1,1);plot(t(1:200),Sll(1:200);titl

13、e('时域');xlabel('t');ylabel('voltage');grid on;legend('modulated signal');subplot(3,1,2);w=linspace(-1,1,500);plot(w,fftshift(abs(fft(Sll);title('幅频');xlabel('w');ylabel('|X(ejw)|');grid on;legend('modulated signal');subplot(3,1,3);plot(

14、w,fftshift(angle(fft(Sll);title('相频');xlabel('w');ylabel('X(ejw)');grid on;legend('modulated signal');对S_Q做同样的操作Sq=Dsb.*sin(2*pi*fca*t);Sq=conv(Sq,h);subplot(3,1,1);plot(t(1:1000),Sq(1:1000);title('时域');xlabel('t');ylabel('voltage');grid on;leg

15、end('modulated signal');subplot(3,1,2);w=linspace(-1,1,20029);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(

16、'X(ejw)');grid on;legend('modulated signal');降采样后Sqq=zeros(1,500);for i=1:500 Sqq(i)=Sq(i*40);endsubplot(3,1,1);plot(t(1:200),Sqq(1:200);title('时域');xlabel('t');ylabel('voltage');grid on;legend('modulated signal');subplot(3,1,2);w=linspace(-1,1,500);plot(w,fftshift(abs(fft(Sqq);title('