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軟件仿真頻率�(xì)�
閱讀�7082�(shí)間:2011-01-10 09:50:41

  軟件仿真頻率�(xì)化是在信�(hào)處理和模�(tài)分析中廣泛應(yīng)用的一種技�(shù),它能夠提高頻率的分辨�,將選定的頻率域上的特性曲線放�,從而使系統(tǒng)的頻率特性能更清楚地顯示出來(lái),�(shè)系統(tǒng)的采樣頻率為fs,采樣�(diǎn)�(shù)為NO,則頻率分辨率為:

  Δf=fs/NO

  從上式可以看�,要�(jìn)行頻率細(xì)�,即提高頻率分辨率,使Δf變小,有兩種方法:增加采樣�(diǎn)�(shù)NO和降低采樣頻率fs,這里只介紹降低采樣頻率的方法�

采樣頻率

  �1)非�(xì)化處理的系統(tǒng)采樣頻率為fs,采樣�(diǎn)�(shù)為NO。對(duì)于細(xì)化過(guò)�,�(shè)頻率�(xì)化倍數(shù)為Nr,信號(hào)�(jīng)�(guò)抗混疊濾波器后�(jìn)行A/D采樣,采樣頻率�(yīng)仍為原來(lái)的fs,保持不變,采樣�(diǎn)�(shù)則為Nr*NO,這樣就保證了�(xì)化與非細(xì)化處理的基本頻帶范圍保持不變,并且可以�(xì)化這一頻帶中的任何一��

 ?�?)要�(xì)化的頻率范圍為fl~fu,移頻�,低頻�(diǎn)fl移到原點(diǎn),則高頻點(diǎn)�?yōu)椋╢u-fl)。這時(shí)�(shù)字低通濾波器的截止頻率應(yīng)大于(fu-fl�,并小于低頻重采樣頻率fs/Nr的一�。即截止頻率的范圍為�

 ?。╢u-fl)<fc<fs/2Nr

  且可以得到細(xì)化倍數(shù)N與�(xì)化頻率范圍之間的�(guān)系為�

  Nr<fs/2(fu-fl�

  這為�(shè)置細(xì)化倍數(shù)范圍提供了依�(jù)�

通帶

  �(shù)字低通濾波器的通帶必須�,通帶�(nèi)波動(dòng)要小,這樣原信�(hào)的頻率特性細(xì)化后在幅值上才不�(huì)改變;同時(shí),使濾波器的帶外衰減>-70dB,�-70dB處的頻率<fs�2Nr,這樣就能保證低頻重新采樣�(shí)抗混疊的效果,�(xì)化的效果也�

  �(xì)化與不細(xì)化過(guò)程占用時(shí)間的比較:由于采樣點(diǎn)�(shù)NO保持不變,因此�(xì)化處理的FFT�(shí)間與不細(xì)化的FFT�(shí)間一�,都是 NOLog(NO�/2;�(xì)化過(guò)程要�(jìn)行Nr*NO�(diǎn)的高頻采樣和NO�(diǎn)的低頻采�,而不�(xì)化過(guò)程只�(jìn)行NO�(diǎn)的高頻采�,所以在采樣�(shí)間上,�(xì)化過(guò)程要稍長(zhǎng)一�(diǎn)。但它與NO�(diǎn)的FFT變換�(shí)間比起來(lái)可以不計(jì),因此,�(xì)化處理與不細(xì)化處理在�(shí)間上差不��

采樣�(diǎn)�(shù)

  移頻法頻率細(xì)化與增加采樣�(diǎn)�(shù)頻率�(xì)化的比較:移頻法頻率�(xì)化只�(jìn)行NO�(gè)�(diǎn)的FFT變換,和一些數(shù)�、矩陣的�(yùn)�,它所花的�(shí)間約為:NOLog(NO�/2;而采用增加采樣點(diǎn)�(shù)頻率�(xì)化要�(jìn)行Nr*NO�(gè)�(diǎn)的FFT變換,它所花的�(shí)間約為:(Nr*NO)Log(Nr*No� /2,因此采用移頻法頻率細(xì)化的�(shí)間要短得�,這是它的�(yōu)�(diǎn),也是工程�(yīng)用中多采用這種方法的原�,我們也只對(duì)它�(jìn)行仿��

  由于移頻使fl前面的頻段移到頻域的�(fù)軸上,而低通濾波又濾掉了fu后面的高頻部�,因此,這種方法只能�(jìn)行一段頻率的�(xì)�,不能�(jìn)行全頻段的細(xì)�,這是移頻法頻率細(xì)化的缺點(diǎn)。要�(jìn)行全頻段�(xì)�,可以采用增加采樣�(diǎn)�(shù)的方��

MATLAB仿真

  用MATLAB程序仿真�3這�(gè)�(guò)�,主要�(shí)�(xiàn)A/D采樣、移�、低通濾�、低頻重新采�、FFT變換�,同時(shí)注意上面幾�(gè)�(wèn)題的分析�

  總信�(hào)�302Hz�304Hz�306Hz�308Hz四�(gè)不同頻率、不同幅值的正余弦信�(hào)合成。采樣點(diǎn)�512,采樣頻率�5120Hz,則頻率分辨率�10Hz,這在頻域�(nèi)分辨不出這四�(gè)信號(hào)。仿真軟件在300�320Hz范圍�(nèi)�(xì)�10�,則這時(shí)頻率分辨率為1Hz,就可以逐漸看清楚這四�(gè)信號(hào)�

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