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软件仿真频率细化

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软件仿真频率细化采样频率(1)非细化处理的系统采样频率为fs,采样点数为NO。对于细化过程,设频率细化倍数为Nr,信号经过抗混叠滤波器后进行A/D采样,采样频率应仍为原来的fs,保持不变,采样点数则为Nr*NO,这样就保证了细化与非细化处理的基本频带范围保持不变,并且可以细化这一频带中的任何一段。(2)要细化的频率范围为fl~fu,移频

软件仿真频率细化采样频率

  • (1)非细化处理的系统采样频率为fs,采样点数为NO。对于细化过程,设频率细化倍数为Nr,信号经过抗混叠滤波器后进行A/D采样,采样频率应仍为原来的fs,保持不变,采样点数则为Nr*NO,这样就保证了细化与非细化处理的基本频带范围保持不变,并且可以细化这一频带中的任何一段。

    (2)要细化的频率范围为fl~fu,移频后,低频点fl移到原点,则高频点变为(fu-fl)。这时数字低通滤波器的截止频率应大于(fu-fl),并小于低频重采样频率fs/Nr的一半。即截止频率的范围为:

    (fu-fl)<fc<fs/2Nr

    且可以得到最大细化倍数N与细化频率范围之间的关系为:

    Nr<fs/2(fu-fl)

    这为设置细化倍数范围提供了依据。

软件仿真频率细化通带

  • 数字低通滤波器的通带必须平,通带内波动要小,这样原信号的频率特性细化后在幅值上才不会改变;同时,最好使滤波器的带外衰减>-70dB,且-70dB处的频率<fs/2Nr,这样就能保证低频重新采样时抗混叠的效果最好,细化的效果也最好。

    细化与不细化过程占用时间的比较:由于采样点数NO保持不变,因此细化处理的FFT时间与不细化的FFT时间一样,都是 NOLog(NO)/2;细化过程要进行Nr*NO点的高频采样和NO点的低频采样,而不细化过程只进行NO点的高频采样,所以在采样时间上,细化过程要稍长一点。但它与NO点的FFT变换时间比起来可以不计,因此,细化处理与不细化处理在时间上差不多。

软件仿真频率细化采样点数

  • 移频法频率细化与增加采样点数频率细化的比较:移频法频率细化只进行NO个点的FFT变换,和一些数组、矩阵的运算,它所花的时间约为:NOLog(NO)/2;而采用增加采样点数频率细化要进行Nr*NO个点的FFT变换,它所花的时间约为:(Nr*NO)Log(Nr*No) /2,因此采用移频法频率细化的时间要短得多,这是它的优点,也是工程应用中多采用这种方法的原因,我们也只对它进行仿真。

    由于移频使fl前面的频段移到频域的负轴上,而低通滤波又滤掉了fu后面的高频部分,因此,这种方法只能进行一段频率的细化,不能进行全频段的细化,这是移频法频率细化的缺点。要进行全频段细化,可以采用增加采样点数的方法。

软件仿真频率细化MATLAB仿真

  • 用MATLAB程序仿真图3这个过程,主要实现A/D采样、移频、低通滤波、低频重新采样、FFT变换等,同时注意上面几个问题的分析。

    总信号由302Hz、304Hz、306Hz、308Hz四个不同频率、不同幅值的正余弦信号合成。采样点为512,采样频率为5120Hz,则频率分辨率为10Hz,这在频域内分辨不出这四个信号。仿真软件在300~320Hz范围内细化10倍,则这时频率分辨率为1Hz,就可以逐渐看清楚这四个信号。

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