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输入端口的自动采样时间插值

这个例子展示了如何管理由数字通信和处理不同采样率信号的射频系统组成的模型。为了进行模型仿真,当数字通信信号的奈奎斯特采样率小于射频段时间步长的逆时,将使用插值滤波器。这种插值滤波器的使用减少了在通信和射频系统边界上由于采样率差异而引入的人工信号伪影。

第1部分:单个信号进入射频系统

以下模型包括Zigbee(802.15)基带信号,用于直接转换射频接收机。ZigBee基带发射器使用来自通信工具箱™和DSP系统工具箱™的模块构建,而射频接收器使用来自RF Blockset™电路包络库的模块构建。

对于射频块集电路包络解算器,建议使用比输入基带信号采样时间倒数小4到8倍的模拟时间步长。这提供了一个模拟带宽,足以让射频求解器准确地捕获带宽边缘的工件,以及需要额外带宽(如频谱再生)的物理效应。一般来说,使用4到8的插值因子可以使模拟带宽超过发射机产生的基带信号的奈奎斯特速率。

在该模型中,两种不同的信号采样率分别为:

  • 通信基带信号为绿色

  • 红色表示射频电路包络信号

模型=“simrfV2_sampletime_example”;open_system(模型)sim(模型)%隐藏所有作用域(详见PostLoadFcn模型回调):sptxscopeconf.visible = false;sptxiscopeconf.visible = false;sprxscopeconf.visible = false;

顶部和底部射频接收机模型中的系统是相同的,包括Pre-LNA滤波器,然后是LNA,正交解调器和另一个放大级。所有射频元件都包含典型的缺陷,如噪声、非线性和有限隔离。

Open_System([模型'/RF Blockset Direct Conversion Top'])

如“配置块掩码参数”对话框中所指定的那样,将在使能输入插值滤波器的情况下执行仿真顶级接收机

残疾人士底部接收器

顶部RF接收器被馈送具有比其配置块中设置的RF模拟步长的倒数慢4倍的采样率的基带信号。RF InPort块以所需的RF速率自动插入输入信号。

底部RF接收器以基带信号采样率馈送,该基带信号采样率等于其RF配置块中指定的步长的倒数。底部RF接收器使用橙色以突出显示的显式插值滤波器来上方 - 采样通信基带信号。

%显示这两个范围结果:sptxscopeconf.visible = true;sptxiscopeconf.visible = true;

两个接收器的输出是相同的,因为两个输入信号都被插值滤波器重新采样,以减少采样率过渡混叠效应。在顶部接收器中,采样速率的转换由电路包络输入模块自动管理。在底部接收器中,通过添加插值滤波器来明确地管理采样率的变化。

%显示此范围结果:sprxscopeconf.visible = true;

使用插值滤波器改善了模拟的光谱结果,但是以代价为止:它引入了延迟。由于FIR滤波器用于插值,因此延迟对应于滤波器系数的一半。在这种情况下,过滤器具有640个抽头,并以更快的RF采样率或80个时间步长引入320时间步骤的延迟,或者在较慢的基带通信采样率。在多个基带通信信号输入的情况下,可能需要通过对准RF系统的所有信号来补偿延迟。

中启用输入插值滤波器时“配置屏蔽参数”对话框时,引入的射频信号延迟将显示在使能开关旁边。

默认情况下,RF Blockset自动插入一个插值滤波器并重新采样输入信号。你可能决定禁用默认选项,并显式插入一个插值过滤器,如果你有:

  • 对插值滤波器的具体规格要求;

  • 需要不同输入端口的多个输入信号(下面描述的情况);

  • 金宝appSimulink控制信号(例如,应用于VGA,可变移相器或开关块),其与RF信号较慢,并且不需要重采样。

第2部分:进入射频系统的多个信号

上面讨论的自动插补选项只能支持单个射频输入块。金宝app当使用多个import块时,用户需要在这些块之前手动插入插值滤波器。然后调整插值滤波器,使所有输入的通信信号以射频配置块中指定的速率重新采样。

虽然RF BlockSet Inport块可以接受每个以不同的载波频率指定的多个信号的向量,但这些信号必须具有相同的采样率。以下模型描述了两种以不同载波为中心的多输入和正确重采样的射频系统。该模型类似于本例第1部分中的模型,但也包括使用通信工具箱和DSP系统工具箱中的块生成的宽带干扰信号。两个输入信号有相同的采样率和射频块组配置块的步长,采样射频信号的速度比基带通信信号快4倍。

bdclose(模型);模型=“simrfV2_sampletime_example_interf1”;open_system(模型);sim(模型);

该模型与本例第1部分中描述的模型类似。插值滤波器是必要的,以避免由于速率过渡的混叠效应。

下面是一个更有趣的场景模型当所需和干扰信号具有不同的样品速率时。在该模型中,所需信号由滤波器(以橙色突出显示)明确地插值,然后与宽带干扰器组合为向量。

为了避免混叠效果,在结合更快的速率干扰信号之前,期望输入信号的较慢速率被插入并过滤。

bdclose(模型);模型='simrfv2_sampletime_example_interf2';open_system(模型);sim(模型);%隐藏所有作用域结果(详见PostLoadFcn模型回调):sptxcomscopeconf.visible = false;sprxsepscopeconf.visible = false;SpRxComScopeConf。可见= false;

在顶部射频接收机中,进入射频系统的两个信号集中在不同的载波上。请注意,进入顶部射频系统的信号的采样率与射频配置块中定义的相同。在这种情况下,在射频配置块中启用自动输入插值滤波器不会引入任何插值。

SpRxSepScopeConf。可见= true;

当进入RF系统的两个信号放置在相对彼此接近的载波上时,发生的最后一个场景。由于模拟所需的混合谐波的数量在强不动形的系统中可以很大,因此建议将两个信号与一个载波相结合,当它们接近时。

SpTXComScopeConf。可见= true;

在底部接收器中,RF系统被馈送到所需的信号组合到单个载波信号上。通过将干扰信号乘以具有复杂指数的干扰信号来实现组合信号,以相对于期望信号的频率将其操作频率移动到20MHz。注意,当在单个载波上组合时捕获两个信号所需的带宽大于每个单独载波信号的带宽。这是在组合信号之前引入以绿色突出显示的插值滤波器的原因。

SPRXCOMSCOPECONF.visible = TRUE;

上述模型中的两个RF系统(顶部和底部)的结果表明了良好的对应关系。由于输出端口表现为理想的滤波器,因此从顶部RF系统中的频谱缺少干扰信号,并且仅选择在DC处于中心的真实通带信号。由于IQ解调器包括频道选择滤波器,因此从底部RF系统中的频谱缺少干扰信号。要查看干扰信号的效果,请通过取消选中“添加通道选择过滤器”复选框来关闭过滤器IQ解调器块掩码参数对话框.得到的频谱是

set_param([模型'/RF块组直接转换底部/IQ解调器'],...“AddCSFilters”'离开');sim(模型);%不显示其他范围和缩放Y轴:sptxsepscopeconf.visible = false;sptxcomscopeconf.visible = false;sprxsepscopeconf.visible = false;SPRXCOMSCOPECONF.YLIMITS = [-103 0];

bdclose(模型);清晰的模型

另请参阅

放大器|配置

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