VHF频段抗混叠滤波电路的分析与设计

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1、摘要随着无线通信的迅猛发展，出现了多种通信模式，从而促进软件无线电的发展，也使得作为软件无线电的关键技术——模数转换有了长足的进步。采样频率有了显著提高，但依然很难满足软件无线电系统的要求。由此带通采样理论得到广泛应用，但由于真实信号频谱不可能是理想的矩形，带外信号不可能无限小，所以不同程度地存在着信号混叠，解决信号混叠的一般方法有两种：一种是提高采样频率，但在现有技术条件下，能实现高频采样的A/D价格昂贵，无疑增加了项目成本；另一种是在A/D采样之前加入抗混叠滤波器，可以有效地抑制信号混叠，且成本较低。本文的工作主要是抗混叠滤波电路的设计，抗混

2、叠滤波电路要求滤波器的通带到阻带的过度段滚降要快，即滤波器的矩形系数要足够小，所以本文选用了矩形系数较小的声表面波滤波器。这种抗混叠滤波电路由于具有很小的矩形系数和较好的带外抑制效果（达到50dB以上），所以在信号延拓频谱相邻很近的情况下依然可以很大程度上抑制信号混叠，减少了信号失真。为了提高A/D采集信号的质量，需加入增益控制部分调节信号幅度。第三章介绍的滤波电路方案一采用了放大器与压控衰减器组合的方式来动态调节信号幅度，控制增益的电压需手动调节，适用于信号幅度变化不是很剧烈的系统。方案二中提出了采用程控增益放大器（PGA）来控制信号幅度，PG

3、A由后端数字处理部分控制，实现了自动增益控制功能，数字控制与模拟系统结合到一起，可以很精确的控制输入到A/D的信号幅度，对于改善采集的信号质量起到很大作用。在设计之初，利用ADS进行了版图仿真，使仿真结果最大限度地接近实际效果，减小了后期调试的工作量。PCB板制成后由于平坦度不足，通过调试达到了要求。关键词：软件无线电带通采样抗混叠滤波器PGA万方数据万方数据AbstractWiththerapidlyexpandingoftheradiocommunication,thecoexistenceofkindsofcommunicationmech

4、anismpromotesthedevelopmentofthesoftwareradio.Analogtodigitalconversion(ADC),asoneofthepivotaltechnologiesinsoftwareradio,hasmaderemarkablestrides.Thoughsamplingfrequencysignificantlyincreased,itisstilldifficulttomeettherequirementsofthesoftwareradiosystem.Asaresult,bandpasss

5、amplingtheoryiswidelyused.Astheshapeoftherealsignalspectrummaynotbetheidealrectangularandtheoutofbandsignalscannotbeinfinitelysmall,thereexistssignalaliasingtosomedegree.Therearetwogeneralmethodstoavoidsignalaliasing:Oneisincreasingthesamplingfrequency.Undercurrenttechnicalco

6、nditions,theA/Dwhichcanworkinhighsamplingfrequencyisnotonlyexpensive,butalsodifficulttoachieve.Theotheroneisusingananti-aliasingfilterbeforesamplingintheADC,whichcanrestrainsignalaliasingeffectivelywithlowcost.Themainworkofthisthesisisthedesignofanti-aliasingfiltercircuit.The

7、requirementofananti-aliasingfiltercircuitisrollingoffquicklyfrompass-bandtostop-band,whichmeansthattherectangularcoefficientofthefiltermustbesmallenough.Therefore,surfaceacousticwave(SAW)filterwhoserectangularcoefficientissmallisusedinthisthesis.Duetothesmallrectangularcoeffi

8、cientandthebetteroutofbandrejection(upto50dBabove),thisanti-aliasing