电子科技大学数字无线电课后习题答案.pdf

作业 1：FM 对讲机中接收机的设计 系统参数：射频频率：433MHz 信号带宽：15KHz（频偏7.5KHz，音频带宽3.4KHz） 调制方式：FM 要求：1. 给出一个可实现的系统结构 2. 设计系统各级的主要参数（如滤波器、振荡器等） 3. 画出各级的频谱结构 答案： 1. 二次变频超外差式接收机系统： IF1 49.5MHzf IF2 450KHzf LO1 383.5MHzf LO2 48.05MHzf 0 433MHz 20MHz f B 0 49.5MHz 100KHz f B 0 450KHz 15KHz f B 482.5MHz或49.95MHz或 2. (MHz)f433 15KHz (MHz)f433383.5334482.5532 (MHz)f49.548.0549.9547.550.4 (KHz)f450 1 根据下图所示的数字基带接收机电路和A点给定的信号频谱， 画出图中 B、C、D、E、F 点的信号频谱。 0.5 1 0 0 f 0 f s B (Hz)f ( )X f A点信号频谱： 0s fB 0s fB 答案：答案： 0.5 1 0 0 2 f 0 2 f (Hz)f ( ) BI Zf B点信号频谱： s B s B 经LPF滤除经LPF滤除 0.5 1 0 (Hz)f ( ) BQ j Zf C点信号频谱： s B s B LPF LPF cosot -sinot zBI(t) zBQ(t) A/D A/D DSP zBI(n) zBQ(n) zB(n)= zBI(n) +j zBQ(n) A B C D E F fs=2.5Bs 00 0 sin 2 jtjt ee t j 00 0 cos 2 jtjt ee t 0.5 1 ( ) BI Z D点信号频谱： 02.5 s B s B s B2.5 s B1.5 s B (Hz)f 02 (rad)0.80.821.2 010.40.410.6 s ff 0.5 1 (rad) ( ) BQ j Z E点信号频谱： 02 0.8 0.82 1.2 1.2 0.5 1 ( )( )( ) BBIBQ ZZjZF点信号频谱： 02.5 s B s B2.5 s B (Hz)f 02 (rad)0.82 010.41 s ff 作业 3：调频广播带通采样数字中频接收机设计。 信号参数：中频频率：f0=10.7MHz 信号带宽：BS=150kHz，信道间隔：B=150kHz 中频信号频谱如下图所示。 0 10.7MHzf 150KHz s B 150KHzB f 要求：1）带通采样数字中频接收机结构框图 2）要求设计参数：抗混叠滤波器、带通采样频率 s f和处理带 宽B，NCO 频率； 3）画出带通采样后的信号频谱示意图。 答案： 1）接收机结构框图： x(t) zBI(n) zBQ(n) RT DSP fS A/D NCO x(n) 中频 输入 2）抗混叠滤波器设计： 0 f s B f 2c 2a 1c 1a 21 450KHz saa B 3）采样频率 s f和处理带宽B： 0 2 21 f B M 0 max 1 21 2 10.7MHz ()floor1floor123 220.45MHz s f M B 其中 floor 表示向下取整。 当23M 时， 455KHz 450KHz s BB 当20M 时， 522KHz 450KHz s BB 取20M ，则522KHzB，21.044MHz s fB (MHz)f0.26 (0) ( 10) (+10) 0.26 10.7 10.7 + (0) 522KHz 4）数字 NCO 设计： NCO 频率： 0.26MHz 0.25 1.044MHz f ，2 2 f 5）DLPF 设计： 75KHz225KHzf 0.140.43 (e) j H 设计框图： x(t) cos(n/2) 1,0,-1,0,1 zBI(n) zBQ(n) 0,-1,0,1,0 -sin(n/2) RT DSP fS=1.044MHz A/D NCO x(n) 中频 输入 10.07M/150K 作业 4： 输入采样率 30MHz 的中频信号，设计一个数字下变频器，将中心频率 52.5MHz， 带宽 1MHz 的信号正交解调至基带，选择 CIC 滤波器，半带滤波器和 FIR 滤波器 作三级抽取，输出最低的数据率。 1）画出下变频器结构； 2）设计三级抽取的倍数，画出 CIC 滤波器的展开结构； 3）画出各级滤波器的频谱图。 答案: 1）数字下变频器： NCO频 率 ： 22.5MHz3 2 30MHz2 ， 注 意 ， 也 可 以 7.5MHz 2 30MHz2 ，但上图中32)/(sinn要变为)/ 2(sinn。 2）三级抽取倍数和 CIC 滤波器的展开结构 最大可抽取倍数 max 15MHz 30 0.5MHz D，但考虑到 DLPF 的过渡带（若抽取 30 倍，则最后一级抽取后信号采样频率将变为 1MHz。由于基带信号的最高频率 为 0.5MHz， 在采样频率为 1MHz 的情况下， 要求 DLPF 是理想滤波器， 但实际 DLPF 有过渡带，因此不能使用刚好是 0.5MHz 两倍的采样频率。 ） ，抽取倍数选为 28D （抽取倍数为 29 时，将无法设计三级抽取方式） ，将抽取倍数分解为： x(t ) cos(3n/2) 0,-1,0,1,0 zBI(n) zBQ(n) 1,0,-1,0,1 -sin(3n/2) RT DSP fS=30MHz A/D NCO x(n ) 7 2 2D ， 1 7D ， 2 2D ， 3 2D 。 对于第一级抽取滤波器，其20.5/30/30 c 2 /70.29 a ， 因此可选择 7 倍抽取 CIC 滤波器作为抽取滤波器。 为降低CIC滤波器的主副比， 利用5级级联CIC滤波器， 则主副比达到67.3dB。 1 z 1 z 2 1 z 1 z 1 ()x n 2 ()x n 抽取后的采样频率为： 2 30/7MHz s f 对于第二级抽取 2 2D ，用半带滤波器，其23.5/307 /30 c ， 23 /30 ac 。 输出对应的其2 7 /307 /15 c 抽取后的采样频率为： 3 30/14MHz = 15/7MHz s f 第三级抽取 3 2D ，用半带滤波器，其7 /15 c ，8 /15 a 输出对应的其2 7 /15 14 /15