[发明专利]基于周期信号混频的信号处理与采样方法

说明书

一种基于周期信号混频的信号处理与采样方法，该方法通过调节周期信号的时域外形进行重构,从而实现不同的信号处理功能。本发明可同时实现信号的模拟处理和采样，信号处理的等效频率响应可通过调整周期信号的时域外形灵活配置，大大降低了信号处理重构的响应时间和系统复杂度，同时突破了用传统滤波器进行信号处理带来的系统带宽限制。

技术领域

本发明涉及信号处理，特别是一种基于周期信号混频的信号处理与采样方法，以同时实现可重构的信号处理与采样。

背景技术

随着数字技术的飞速发展，从模拟信号采样得到数字信号，并进行存储、处理、传输和显示是信息技术发展的趋势。在对模拟信号进行采样量化之前，往往需要先根据不同应用的需求对信号进行处理。

模拟信号处理包括对信号的选频、移相和抗干扰等等，是电子与通讯领域的关键技术。在近代电信装备和各类控制系统中，通常使用滤波器来完成模拟信号处理的工作，滤波器的应用极为广泛，是使用最多、技术最复杂的电子部件之一。

在信号采样系统中，用不可重构的模拟滤波器进行模拟信号处理往往会受限于其物理结构所限定的固定滤波特性，无法满足不同的滤波需求。而现阶段的可调谐滤波器中，机械调谐滤波器的响应时间长、不易于控制。电调可重构滤波器的提出(Hunter I C,Rhodes J D.Electronically tunable microwave bandpass filters.IEEETransactions on Microwave Theory and Techniques,1982.)虽然相对提高了响应时间，但是仍然会受到温度等因素的限制。到目前为止，能同时实现频率和带宽调谐的滤波器的报道还较少，可调范围通常也不够大。以2009年提出的在SIW(介质集成波导)谐振腔中利用压电转换器设计的电调滤波器为例(Himanshu Joshi,Hjalti H.Sigmarsson,SungwookMoon,et al.High-Q Fully Reconfigurable Tunable Bandpass Filters.IEEETrans.Microw.Theory Tech.,2009.)，该滤波器可以同时对频率和带宽进行调谐，频率可调范围为3GHz-5.6GHz，绝对带宽可在33MHz-45MHz之间连续可调。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于周期信号混频的信号处理与采样方法，该方法根据需要通过改变周期信号的外形可同时完成对待处理信号的处理与采样，采样的结果与待处理信号经过一个可编程的滤波器再进行采样得到的结果相同，并且简化了结构、易于实现。

为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案如下：

一种基于周期信号混频的信号处理与采样方法，所述的乘法器的带宽应大于要求的信号处理的频带范围，所述的采样器的采样间隔为要求的信号采样周期T_s，采样器的带宽大于所述的滤波器的带宽，其特点在于，包括以下步骤：

1)根据需要通过配置周期信号的时域外形，将该周期信号与待处理信号x(t)送入所述的乘法器进行混频得到混频信号，其中,p_s(t)为组成周期信号p(t)的单个脉冲、T_s为要求的信号采样周期，m是整数，t是时域信号函数的自变量；

2)所述的混频信号送入滤波器进行滤波处理，输出处理信号；

3)所述的采样器对所述的滤波器输出的处理信号以T_s为采样间隔进行采样,得到对信号x(t)的处理和采样结果，采样位置位于每个采样间隔内滤波器输出信号的峰值附近。

所述的信号处理的等效频率响应为：