软件模拟频率细化

(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,将频率细化倍数设置为Nr,并且在抗混叠滤波器之后对信号进行A / D采样。
采样频率仍应为原始fs,保持不变,采样点数为Nr * NO。保证细化和非细化处理的基本频带保持不变,并且可以细化该频带的任何片段。
(2)要精炼的频率范围是不同的。频移后,低频点fl移动到原点,高频点变为(fu-fl)。
此时,数字低通滤波器的截止频率应大于(fu-fl)并且小于低频重采样频率fs / Nr的一半。也就是说,截止频率的范围是:(fu-fl)&lt; fc&lt; fs / 2Nr,并且最大细化倍数N和细化频率范围之间的关系是:Nr <fs / 2(fu-fl)这是设置多个范围的细化提供了基础。
数字低通滤波器的通带必须是平坦的,并且通带中的纹波应该很小,以便原始信号的频率特性得到改善,并且幅度不会改变;同时,最好使滤波器的带外衰减> -70dB。 -70dB的频率<fs / 2Nr,这确保了在低频重采样时的最佳抗混叠效果和最佳的细化效果。
细化和非细化过程的占用时间的比较:由于采样点的数量NO保持不变,细化处理的FFT时间与非细化FFT时间相同,即NOLog(NO)/ 2 ;执行细化过程Nr * NO点的高频采样和NO点的低频采样,而细化过程仅执行NO点的高频采样,因此采样中的细化过程稍长时间。然而,可以将其与NO点的FFT转换时间进行比较,因此,细化处理在时间上与非细化处理不相似。
频率细化频率细化和采样点频率细化增加的比较:频移方法频率细化仅对NO点进行FFT变换,以及一些阵列和矩阵运算,需要大约时间:NOLog(NO / 2;并且使用增加采样点频率细化Nr * NO点的FFT变换,取约(Nr * NO)Log(Nr * No)/ 2,采用频移方法,频率细化时间短得多,即它的优点,也是这种方法用于工程应用的原因。我们只对它进行模拟。
由于频移将频带之前的频带移到频域的负轴,低通滤波滤波器在fu后面的高频部分,这种方法只能执行频率细化而不能执行全频段。细化,这是频分方法的缺点优雅。
要执行全波段细化,可以增加采样点的数量。利用MATLAB程序模拟图3的过程,主要实现A / D采样,频移,低通滤波,低频重采样,FFT变换等,同时注意分析上述问题。
总信号由302Hz,304Hz,306Hz和308Hz的四种不同频率和不同幅度的正弦和余弦信号合成。采样点为512,采样频率为5120 Hz,频率分辨率为10 Hz,无法区分频域中的这四种信号。
仿真软件在300-320 Hz范围内精炼10次。此时,频率分辨率为1Hz,可以逐渐看到四个信号。

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