[發明專利]基于周期信號混頻的信號處理與采樣方法

有效

• 申請號: 201710874252.0
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107565967B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 吳龜靈;王思同;孫一唯;陳建平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種基于周期信號混頻的信號處理與采樣方法，該方法通過調節周期信號的時域外形進行重構,從而實現不同的信號處理功能。本發明可同時實現信號的模擬處理和采樣，信號處理的等效頻率響應可通過調整周期信號的時域外形靈活配置，大大降低了信號處理重構的響應時間和系統復雜度，同時突破了用傳統濾波器進行信號處理帶來的系統帶寬限制。

技術領域

本發明涉及信號處理，特別是一種基于周期信號混頻的信號處理與采樣方法，以同時實現可重構的信號處理與采樣。

背景技術

隨著數字技術的飛速發展，從模擬信號采樣得到數字信號，并進行存儲、處理、傳輸和顯示是信息技術發展的趨勢。在對模擬信號進行采樣量化之前，往往需要先根據不同應用的需求對信號進行處理。

模擬信號處理包括對信號的選頻、移相和抗干擾等等，是電子與通訊領域的關鍵技術。在近代電信裝備和各類控制系統中，通常使用濾波器來完成模擬信號處理的工作，濾波器的應用極為廣泛，是使用最多、技術最復雜的電子部件之一。

在信號采樣系統中，用不可重構的模擬濾波器進行模擬信號處理往往會受限于其物理結構所限定的固定濾波特性，無法滿足不同的濾波需求。而現階段的可調諧濾波器中，機械調諧濾波器的響應時間長、不易于控制。電調可重構濾波器的提出(Hunter I C,Rhodes J D.Electronically tunable microwave bandpass filters.IEEETransactions on Microwave Theory and Techniques,1982.)雖然相對提高了響應時間，但是仍然會受到溫度等因素的限制。到目前為止，能同時實現頻率和帶寬調諧的濾波器的報道還較少，可調范圍通常也不夠大。以2009年提出的在SIW(介質集成波導)諧振腔中利用壓電轉換器設計的電調濾波器為例(Himanshu Joshi,Hjalti H.Sigmarsson,SungwookMoon,et al.High-Q Fully Reconfigurable Tunable Bandpass Filters.IEEETrans.Microw.Theory Tech.,2009.)，該濾波器可以同時對頻率和帶寬進行調諧，頻率可調范圍為3GHz-5.6GHz，絕對帶寬可在33MHz-45MHz之間連續可調。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于周期信號混頻的信號處理與采樣方法，該方法根據需要通過改變周期信號的外形可同時完成對待處理信號的處理與采樣，采樣的結果與待處理信號經過一個可編程的濾波器再進行采樣得到的結果相同，并且簡化了結構、易于實現。

為實現上述發明目的，本發明的技術解決方案如下：

一種基于周期信號混頻的信號處理與采樣方法，所述的乘法器的帶寬應大于要求的信號處理的頻帶范圍，所述的采樣器的采樣間隔為要求的信號采樣周期T_s，采樣器的帶寬大于所述的濾波器的帶寬，其特點在于，包括以下步驟：

1)根據需要通過配置周期信號的時域外形，將該周期信號與待處理信號x(t)送入所述的乘法器進行混頻得到混頻信號，其中,p_s(t)為組成周期信號p(t)的單個脈沖、T_s為要求的信號采樣周期，m是整數，t是時域信號函數的自變量；

2)所述的混頻信號送入濾波器進行濾波處理，輸出處理信號；

3)所述的采樣器對所述的濾波器輸出的處理信號以T_s為采樣間隔進行采樣,得到對信號x(t)的處理和采樣結果，采樣位置位于每個采樣間隔內濾波器輸出信號的峰值附近。

所述的信號處理的等效頻率響應為：