Изучение способов формирования квадратурных составляющих полосового радиосигнала (Лабораторная работа № 3)

Федеральное агентство по образованию РФ

Рязанский государственный радиотехнический университет

Кафедра РТУ

Цифровые радиоприемные устройства

Лабораторная работа №3

“Формирование квадратур”

Выполнили: студенты группы 815

Горский С.В.

Захарьящев А.М.

Харин А.В.

Проверил:

Гусев С.И.

Рязань 2012

Цель работы: изучение способов формирования квадратурных составляющих полосовго радиосигнала при его аналогово-цифровом преобразовании в цифровом радиоприемном устройстве.

Выполнение работы.

1. Исследование алгоритма формирования квадратурных составляющих с помощью цифрового гетеродинирования.

Рассчитаем оптимальную частоту дискретизации для случая :

Установив частоту цифрового гетеродина равной положению центра самой низкочастотной спектральной составляющей (). Для частоты

дискретизации  получили спектры и реализации сигналов:

На представленных графиках изображены реализации и спектры сигнала после различных этапов преобразования. На первых двух парах графиков представлен сигнал после прохождения через АЦП без учета и с учетом нелинейных искажений соответственно. На следующей паре графиков представлена синфазная составляющая сигнала после цифрового гетеродинирования. Анализируя реализацию синфазной составляющей (зеленый график) можно сделать вывод о том, что она достаточно точно повторяет синфазную составляющую на входе системы формирования (синий график). На последней паре графиков представлена синфазная составляющая, прошедщая через цифровой фильтр нижних частот.

2. Исселедование влияния нелинейности аналогового тракта на качество формирования квадратур.

Установив параметр нелинейности аналогового тракта γ = 1, размер апертуры Δ_АЦП = 5,

произвели моделирование. Получили следующие спектры и реализации сигналов:

Сравнивая сигнал на выходе АЦП без учета и с учетом нелинейных искажений, отметим достаточно сильное изменение как реализации сигнала, так и его спектрального представления. Также наблюдаются достаточно сильное несоответствии между синфазной составляющей сигнала на входе системы преобразования и на ее выходе. Можно сделать вывод о достаточно сильном влиянии нелинейности характеристики АЦП на качество формирования квадратур.

Изменяя параметр нелинейности γ, наблюдали за изменением относительной ошибки формирования квадратур. Полученные результаты представлены в таблице:

γ	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,2	1,4	1,6	1,8	2
СКО	0,00577	0,08420	0,15351	0,20068	0,28980	0,36485	0,43638	0,43556	0,56956	0,54828	0,66637

По представленным в таблице данным построим график зависимости:

Из полученного графика четко видно, что ошибка формирования квадратур практически линейно зависит от параметра нелинейности γ.

3. Исследование влияния выхода сигнала за апертуру АЦП на качество формирования квадратур.

Установив параметр нелинейности аналогового тракта γ = 0, размер апертуры Δ_АЦП = 1,
произвели моделирование. Получили следующие спектры и реализации сигналов:

Анализируя полученные графики, можем отметить лишь незначительное отклонение синфазной составляющей сигнала на выходе системы преобразования от нее же на входе.

Изменяя параметр Δ_АЦП, наблюдали за изменением относительной ошибки формирования квадратур. Полученные результаты представлены в таблице:

ΔАЦП	0,5	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
СКО	0,04453	0,02839	0,02476	0,02134	0,01861	0,01674	0,00567	0,01896	0,01744	0,01977	0,01666

По представленным в таблице данным построим график зависимости:

Из графика видно, что ошибка формирмирования квадратур достаточно слабо зависит от параметра Δ_АЦП.