一种中频滤波装置、频谱仪及中频滤波方法_2

文档序号:8397824阅读:来源:国知局
混频器003和低通滤波器004。
[0036]本实施例的中滤波单元为低通滤波器(LPF,Low Pass Filter),在本发明的其它实施方式中,也可以采用现有的任意一种滤波器,例如中频滤波器。
[0037]结合图3,具体描述了中频滤波装置的工作流程。
[0038]S1、由模数转换器001将一个模拟中频信号采集为数字中频信号,并发送至数字混频器003。
[0039]S2、数字振荡器002产生N个具有不同频点信息的振荡信号,并将N个具有不同频点信息的振荡信号发送至数字混频器003 ;其中,N为大于I的整数,N个具有不同频点信息的振荡信号为具有第一频点信息的第一振荡信号fn、具有第二频点信息的第一振荡信号fn+1…具有第N频点信息的第N振荡信号fn+N。
[0040]在一种实施方式中,N可以等于I。
[0041]S3、如图3所示,数字混频器003根据fn将数字中频信号下变频为第一基频信号、根据fn+1将数字中频信号下变频为第二基频信号…根据fn+N将数字中频信号下变频为第N基频信号(例如,第一振荡信号fn与数字中频信号进行混频从而下变频为O频,即得到第一基频信号,第二振荡信号fn+1与数字中频信号进行混频从而下变频为O频,即得到第二基频信号…依次类推,第N振荡信号fn+N与数字中频信号进行混频从而下变频为O频,即得到第N基频信号。或者,在其他的实施方式中,将数字中频信号下变频为基带信号。)。图3中示例性地取N的值为4,并不对本发明构成限制。
[0042]S4、低通滤波器004根据分辨率带宽并行对第一基频信号至第N基频信号进行低通滤波,从而得到对应第一频点至第N频点的滤波信号。
[0043]上述过程中,数字混频器003根据第一振荡信号将数字中频信号下变频为第一基频信号、根据第二振荡信号将数字中频信号下变频为第二基频信号…根据第N振荡信号将数字中频信号下变频为第N基频信号的过程控制在模数转换器001的一个时钟周期内完成。
[0044]在一种实施方式中,模数转换器001的工作时钟周期为T,数字振荡器002的工作时钟周期为T/N。
[0045]数字混频器003在模数转换器001的一个时钟周期内采用时分复用(时分复用,即Time-Divis1n Multiplexing,TDM,是一种数字的或者模拟的多路复用技术。使用这种技术,两个以上的信号或数据流可以同时在一条通信线路上传输,其表现为同一通信信道的子信道。但在物理上来看,信号还是轮流占用物理信道的。时间域被分成周期循环的一些小段,每段时间长度是固定的,每个时段用来传输一个子信道。)的方式将N个数字中频信号对应下变频为N个基频信号(根据第一振荡信号将数字中频信号下变频为第一基频信号…根据第N振荡信号将数字中频信号下变频为第N基频信号的过程控制在数字振荡器单元的一个时钟周期内完成)。
[0046]在一种实施方式中,具体地,模数转换器001以40MHz的工作时钟进行工作,将承载在10.7MHz附近的模拟中频信号采集为数字中频信号;数字振荡器002以160MHz的工作时钟产生4个具有不同频点信息的振荡信号,分别为fn= 10.7MHz,fn+1 = 10.6MHz,fn+2 =10.5MHz,fn+3 = 10.4MHz,并将这4个具有不同频点信息的振荡信号发送至数字混频器003 ;数字混频器003根据这4个具有不同频点信息的振荡信号,在I个40MHz的时钟周期内,也即4个160MHz的时钟周期内,将10.7MHz附近的数字中频信号下变频为对应的4个基频信号(即数字混频器003根据fn= 10.7MHz振荡信号将数字中频信号下变频为第一基频信号、根据fn+1 = 10.6MHz振荡信号将数字中频信号下变频为第二基频信号,根据fn+2= 10.5MHz振荡信号将数字中频信号下变频为第三基频信号,根据fn+3= 10.4MHz振荡信号将数字中频信号下变频为第四基频信号;低通滤波器004根据分辨率带宽并行对这4个基频信号进行滤波,从而在一个40MHz的采样时钟周期内得到4个频点的滤波信号。
[0047]在一种实施方式中,也可以采用符合RBW带宽的中频滤波器等对基频信号进行滤波。
[0048]最好的现有技术采用FFT扫描小RBW,速度虽快但是FFT消耗存储和处理资源过多,在资源紧张的情况下并不适合FPGA或DSP使用。而采用本发明的并行扫描技术,可在当前较小的资源消耗下,完成小RBW下的较快的扫描速度。本发明创造性地使用并行扫描的技术,使频谱仪在相同RBW下的扫描时间成倍地减小,从而加快扫描速度,优化了测量时间。使用并行DDC扫描的技术,可以达到同时使用多条中频通路的效果,使整体扫描时间成几倍地减小,加快扫描速度。
[0049]实施例二:
[0050]如图4所示为本实施例的中频滤波装置的结构示意图,包括模数转换器(即ADC) 101、数字控制振荡器单元(由N个数字控制振荡器组成)102、数字混频器单元(由N个数字混频器组成)103和中频滤波器单元(由N个中频滤波器组成)104,其中,N为大于I的整数。
[0051]结合图3,具体描述了中频滤波装置的工作流程。
[0052]S1、由模数转换器101将一个模拟中频信号采集为数字中频信号,并发送至数字混频器单元103。
[0053]S2、数字振荡器单元102产生N个具有不同频点信息的振荡信号(N个数字振荡器各产生一个具有某频点信息的振荡信号),并将N个具有不同频点信息的振荡信号发送至数字混频器单元103 #个具有不同频点信息的振荡信号为具有第一频点信息的第一振荡信号fn、具有第二频点信息的第一振荡信号fn+1…具有第N频点信息的第N振荡信号fn+N。
[0054]S3、如图3所示,数字混频器单元103根据4将数字中频信号下变频为第一基频信号、根据fn+1将数字中频信号下变频为第二基频信号…根据fn+N将数字中频信号下变频为第N基频信号(即,N个数字混频器各根据某一振荡信号将数字中频信号下变频为基频信号。第一振荡信号fn与数字中频信号进行混频从而下变频为O频,即得到第一基频信号,第二振荡信号fn+1与数字中频信号进行混频从而下变频为O频,即得到第二基频信号…依次类推,第N振荡信号fn+N与数字中频信号进行混频从而下变频为O频,即得到第N基频信号)。图3中示例性地取N的值为4,并不对本发明构成限制。
[0055]S4、中频滤波器单元104根据分辨率带宽对第一基频信号至第N基频信号进行中频滤波,从而得到对应第一频点至第N频点的滤波信号(N个中频滤波器分别根据分辨率带宽对基频信号进行中频滤波)。
[0056]上述过程中,数字混频器单元103根据第一振荡信号将数字中频信号下变频为第一基频信号、根据第二振荡信号将数字中频信号下变频为第二基频信号…根据第N振荡信号将数字中频信号下变频为第N基频信号的过程控制在模数转换器101的一个时钟周期内完成。
[0057]在一种实施方式中,模数转换器101的工作时钟周期为T,数字振荡器单元102的工作时钟周期为T/N。
[0058]在一种实施方式中,具体地,模数转换器101的工作时钟为40MHz,将承载在10.7MHz附近模拟中频信号采集为数字中频信号;数字振荡器单元102以160MHz的工作时钟产生4个具有不同频点信息的振荡信号,分别为fn= 10.7MHz,fn+1 = 10.6MHz,fn+2 =10.5MHz,fn+3= 10.4MHz,并将这4个具有不同频点信息的振荡信号发送至数字混频器单元103;数字混频器单元103根据这4个具有不同频点信息的振荡信号,在I个40MHz的时钟周期内,也即4个160MHz的时钟周期内,将10.7MHz附近的数字中频信号下变频为对应的4个基频信号(即数字混频器单元103根据振荡信号fn(01.7MHz)将数字中频信号下变频为第一基频信号、根据振荡信号fn+1(10.6MHz)将数字中频信号下变频为第二基频信号,根据振荡信号fn+2(10.5MHz)将数字中频信号下变频为第三基频信号,根据振荡信号fn+3(0.4MHz)将数字中频信号下变频为第四基频信号;中频滤波器单元104根据分辨率带宽并行对这4个基频信号进行滤波,从而在一个40MHz的采样时钟周期内得到4个频点的滤波信号。
[0059]最好的现有技术采用FFT扫描小RBW,速度虽快但是FFT消耗存储和处理资源过多,在资源紧张的情况下并不适合FPGA或DSP使用。而采用本发明的并行扫描技术,可在当前较小的资源消耗下,完成小RBW下的较快的扫描速度。本发明创造性地使用并行扫描的技术,使频谱仪在相同RBW下的扫描时间成倍地减小,从而加快扫描速度,优化了测量时间。使用并行DDC扫描的技术,可以达到同时使用多条中频通路的效果,使整体扫描时间成几倍地减小,加快扫描速度。
[0060]在本发明的其它实施例中,中频滤波装置可以只包括一个数字混频器、一个数字振荡器、一个滤波器;或者,中频滤波装置可以包括一个数字混频器、N个数字振荡器、N个滤波器;或者,中频滤波装置可以包括N个数字混频器、一个数
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