中频数字化正交解调结构解析

中频数字化正交解调结构解析

       由式(3)、式(5)可得一种新的数字滤波器结构形式(见图3)，其特点在于将数字信号序列拆分为2路，同时将滤波器系数拆分成2个子滤波器，通过2个子滤波器对2路拆分信号的滤波输出组合得到对原数字信号序列滤波输出的奇数项和偶数项。经过上述处理，子滤波器的工作频率可降为原滤波器频率的一半，因此在具体实现时可获得比原滤波器更高的工作频率，这样合成滤波器的工作频率可达到原滤波器工作频率的2倍以上。

       最后将2组混频输出信号xl_odd(n)与xl_even(n)，xQ_odd(n)与xQ_even(n)分别通过2个数字滤波器后，就可以得到解调后的正交基带信号I，Q。

3 仿真与分析

       Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。本文使用了Simulink仿真系统来搭建系统模型，做原理级的仿真。

       本文使用的数字锁相环模型中，信号源产生频率为参考中频的模拟正弦波，经由零阶保持器理想均匀量化编码之后送入鉴相器，与余弦表的输出相乘后经环路滤波器得到相位误差，之后输入DCO。DCO根据相位误差计算之后产生对应频率的输出序列cos_odd与sin_odd，cos_even与sin_even输出到下变频单元的乘法器与回波中频采样序列进行混频。

       下变频单元模型中先对回波中频信号采样，采样序列先输入Buffer缓存，再经由DEMUX拆分为奇偶2个序列xo(n)与xe(n)，之后分别与输入相应乘法器与载波序列进行混频，再输入拆分处理数字滤波器模型中进行低通滤波，最后将得到的I_odd与I_even奇偶合并为I，Q_odd与Q_even奇偶合并为Q，就得到了解调后的正交基带信号I，Q。

       仿真参数选取中频参考信号30 MHz，零阶保持模块的采样频率为150 MHz，仿真时间为1 ms，回波中频信号频率在29.995 MHz～30.005 MHz之间变化，将解调得到的基带信号作FFT得到仿真结果与理想结果对比如表1。

       由仿真结果可以看出，解调仿真结果与理论结果吻合很好，误差满足建模要求。模型完全可以达到要求的正交解调效果。