软件无线电接收机的模数转换技术

模数转换器(ADC)是软件无线电接收机的关键部件之一。在设计ADC模块时,必须根据前级输入信号带宽和后级数据处理能力,对ADC的采样方式、采样率、动态范围等进行全面考虑,并选取合适的ADC器件。采用均匀采样方式的带通采样和过采样。带通采样方式可大大降低采样率,但会使输出信噪比恶化,其原因主要是存在量化噪声和带外噪声。为了确定ADC的采样精度,需要估计ADC输出信号的动态范围。可以选用子区式或并行式ADC器件,前者采样速率较低,但功耗较小;后者采样速率较高,商用水平已达到109次/s,但采样精度较低。     

ADC性能及其对接收机性能的影响

对模-数变换器(ADC)的性能及其对数字接收机性能的影响进行了讨论,其中详细论述了如何根据输入带宽决定ADC的最高采样频率、如何根据数字接收机的动态范围选取ADC的位数以及ADC的虚假响应和噪声对数字接收机的动态和灵敏度的影响,从而指出数字接收机的性能不可能超过所采用的ADC的性能。因此,要提高数字接收机的性能首先要保证ADC的性能。     

机场天气雷达双通道数字中频处理系统的实现

机场天气雷达要求能够从复杂的天气环境中识别不同的天气状况以保障航空飞行安全,其接收机大动态以及抗噪性能设计对雷达至关重要。在分析模数转换器（ADC）对雷达中频接收机动态范围制约的基础上,根据中频带通采样和数字下变频的原理,实现了基于现场可编程门阵列的双通道ADC采样数字中频处理系统,并给出了系统的设计原理、方法以及测试结果。通过对双通道ADC采样的数字中频处理系统的实现,能够很好地提高天气雷达接收机的动态范围,并应用于机场多普勒天气雷达数字中频接收机。     

低成本非接触生命参数监测系统研究

本文介绍了一种基于过采样技术的低成本非接触式生理信号的高精度采集系统。由于传统采样ADC精度较低,而高精度采样ADC成本较高,本文采用过采样技术实现低成本、高精度数据采集系统的搭建。过采样是用采样速度换取数据精度的技术,因此,对于微弱生命信号的采集,过采样技术具有非常明显的优势。本文主要通过信号的信噪比与动态范围两个参数来系统地量化比较传统采样与过采样技术之间的优劣性。通过使用过采样技术,生理信号的采样量化噪声降低约40dB,提升了系统分辨率和动态范围。同时,本文实现了生理参数的非接触采集,使系统实用性有了较大提高。      

射频采样接收机中ADC的设计选型

射频采样接收机中的ADC设计设计到多方面的选型,首先是ADC器件的选择,然后需要针对ADC设计选型的参数具体进行考虑,其中有采样频率、信噪比、量化噪声、采样时钟的晃动、ADC的非线性误差、环境参数的考虑,这些参数对于ADC器件的选择都会产生影响。     

一种新型探地雷达接收机系统设计

针对脉冲探地雷达用于深层探测时存在的局限性,设计了一种基于ADC作为采样头的超宽带深层探地雷达接收机系统.文中通过使用ADS软件对传统四管平衡门采样头电路进行仿真,指出了限制系统动态范围最主要的因素,提出了一种大动态探地雷达接收机的系统结构,并给出了时序控制电路的设计方法.研制的接收机系统集成度高、成本低、动态范围可达80 dB,已用于实验室研制的深层探地雷达系统中.     

一种基于双速率欠采样的宽带数字信道化接收机

提出了一种基于双速率欠采样的宽带数字信道化接收机,该系统采取数字信道化与双速率欠采样相结合的方式来实现在较小采样速率下对大带宽信号检测,同时由于在较小采样速率下能够选取高位数的ADC器件,因而也能够提高数字信道化接收机所能适应的信号瞬时动态范围。通过计算机仿真验证了所提接收方法的正确性。     

时钟抖动对ADC性能的影响分析

时钟的孔径抖动是影响ADC动态性能的重要因素。分析了时钟抖动对ADC动态性能的影响,并对时钟抖动与相位噪声的关系进行了论述,给出了时钟抖动与相位噪声之间的换算方法,对于正确选择ADC的采样时钟具有指导意义。     

雷达接收机动态范围的研究

叙述了接收机输入信号功率变化的各种影响因素以及相参雷达和非相参雷达接收机动态范围定义.说明了相参雷达接收机动态范围的下限和上限2种定义以及动态范围、系统增益设计与ADC分辨率的匹配关系.分析了动态范围压缩的各种技术和非相参雷达接收机动态范围压缩的2种方法.     

大瞬时动态范围在数字中频接收机上的实现

在基于中频采样技术的数字中频接收机中，怎样在AD变换器位数受限的情况下实现较大的系统瞬时动态范围是系统设计中的一个重要问题。通过分析影响中频采样接收机瞬时动态范围的各种因素，文中给出了实现大瞬时动态的中频采样接收机的思路和方法。     

射频直接采样系统中等效相位噪声模型分析

为了分析射频直接采样系统中的等效相位噪声模型,文中给出了射频直接采样接收机的简化构架,然后理论推导了射频直接采样接收机采样输出信噪比与采样时钟之间的关系表达式。最后,通过建立仿真实验平台对推导结论进行了实验验证,结果表明:射频直接采样系统对采样时钟的频谱纯度要求高,采样输出的信噪比和无杂散动态范围会在时钟信号频谱的基础上恶化。射频直接采样系统可视为射频本振混频和量化采样的过程,其等效相位噪声模型与常规超外差式接收机是一致的。     

使运算放大器的噪声性能与ADC匹配

在混合信号应用中,正确选择驱动模数转换器(ADC)的运算放大器至关重要.设计人员必须将放大器的噪声、带宽、建立时间以及压摆率与ADC的信噪比(SNR)、无杂散动态范围(SFDR)、输入阻抗及采样时间等参数进行对比.本文将重点介绍在单电源环境下,如何使运算放大器的噪声参数和性能与逐次逼近寄存器(SAR)ADC相匹配.     

射频模拟前端对数字中频接收机动态范围影响的研究

射频模拟前端(RFAF)是实现大动态宽带数字中频接收机(DIFR)的技术瓶颈之一,其在很大程度上制约着DIFR的带宽、动态范围等关键性能指标.本文研究实现宽带大动态DIFR的约束条件.基于ADC的性能指标,分析了RFAF的噪声系数、带宽以及中频欠采样的"处理增益"与DIFR灵敏度之间的关系,以及RFAF的增益和噪声系数与DIFR的动态范围之间的关系.推导并仿真了RFAF的增益和ADC的信噪比与DIFR的瞬时动态范围,以及数字自动增益控制(DAGC)的步长和调节范围与DIFR的扩展动态范围之间的关系.讨论了RFAF的最优化设计问题,给出了设计实例.     

多通道甚高频超外差式接收机的设计

针对甚高频天线阵信号的同时接收中存在信噪比差异过大以及信号质量不好等问题,设计一种通道差异小、噪声低、灵敏度高、动态范围大的多通道甚高频超外差式接收机。该设计采用高灵敏度和大动态范围的超外差式接收机结构,前级放大器采用低噪声、高增益的放大器来降低整个接收机的噪声系数,并选择合理的预选滤波器和中频滤波器抑制镜像频率的干扰,链路中还采用匹配网络调节通道增益,使各个通道间的增益差异在合理的范围内,中频放大器选择合理的1 dB压缩点放大器以保证接收机的动态范围足够大。该设计在经过测试后,各项接收指标均满足要求,可广泛应用于雷达、通信领域。     

AD9230在中频数字接收机中的应用

中频数字接收机对ADC有很高的要求,ADC的精度和转换速率必须足够高,以实现对中频信号的采样。AD9230是12位精度、最高速率达250MSPS的ADC芯片,可为一般中频处理系统提供足够的动态性能。对AD9230的主要原理功能进行了描述,对关键管脚进行了介绍,最后给出了基于AD9230的数字中频接收机工程应用实例,为基于AD9230的中频数字接收机设计提供了参考依据。     

基于超宽带采样保持器的数字接收机设计

直接射频采样技术是数字接收机的发展新趋势。由于 ADC 器件的水平限制,直接射频采样技术在接收机中的应用受到很大的限制。采用 SHA（采样保持器）＋ADC 的系统结构,设计了一种支持超宽带信号输入的数字接收机,实现了射频信号的直接采样。简述了采样保持器的工作原理,介绍了直接射频采样数字接收机的系统组成,详细介绍了数据采集子板的设计。综合 FPGA 分析工具 CHIPSCOPE 与MATLAB 软件,对数字接收机进行了测试和指标分析。结果表明,该数字接收机在采样保持器带宽范围内,可以满足常规指标要求,简化了系统设计,降低了成本,具有一定的应用价值。     

基于射频直采的宽带数字采集系统

雷达信号高频宽带化、作战环境复杂化的发展趋势,使采集系统的瞬时带宽和动态范围成为了目标截获的瓶颈问题。限于ADC器件水平,数字采集系统的带宽和采样频率受到很大的限制,直接影响系统指标。采用S/H+ADC的基本架构,提出一种时间交替的宽带数字采集系统,介绍了系统的架构、S/H+ADC二次采样原理以及4GHz带宽采集系统的实验验证。测试结果表明:该采集系统实现了射频信号的直接采样,提高了采集带宽和动态。     

欠奈奎斯特采样在数字接收机中的应用

从理论上讲，为提高侦察接收机的截获概率，接收机的瞬时带宽必须足够宽。接收机的瞬时带宽决定于接收机的ADC采样速率。因此数字接收机必须具备高速的ADC采样速率。这样对接收机的ADC采样器件性能提出了更高的要求。将采样的方法应用于数字接收机中，可以在一定条件下降低采样速率，同时增加接收机的瞬时带宽。提出了一种基于延时和FFT技术的时域欠采样方法，并在阐述简单原理的基础上找出存在的问题及提出改进方案。重点分析了利用延时和非延时2路通道的相位差与入射信号频率之间的关系，进行信号频率的无模糊估计。基于目前硬件实现水平，数字接收机中采用这种欠采样方法是经济可行的方案。     

RF至数字接收器的信号链路噪声分析

引言信号接收器系统的设计师常常需要进行系统性能的级联链路分析(从天线一直到ADC)。在链路分析中,噪声是一个至关重要的参数,它限制了接收器的总体灵敏度。对系统拓扑结构来说更加重要,原因是拓扑结构的选择力求优化总体信噪比、动态范围和诸多其它参数。噪声计算中的一个问题是需要在链路中各组件(即电路的RF、IF/基带和ADC部分)所使用的不同噪声单     

电子战接收机对本振相位噪声的需求研究

复杂而密集的电子信号对电子战接收机的性能提出了越来越高的要求,本振的相位噪声是电子战接收机的重要指标之一,对接收机的动态范围和数字误码率有着重要影响,针对实际工程中对相位噪声需求难以评估的问题,初步分析了相位噪声对接收机动态范围和数字误码率的影响,并通过实例进行了计算分析,可供工程技术人员参考。