專利名稱：一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)及方法。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，公知的技術對聲音信號進行恢復時大多使用調(diào)頻信號接收機模擬解調(diào)，模擬解調(diào)在信號處理上有四個較大的缺點首先，中頻濾波器的非線程相位特性大大影響其線性調(diào)頻特性，整個模型對鄰道干擾的抑制能力差，一般只能達到IOdB ;第二，為了消除調(diào)頻信號中的調(diào)輻干擾，通過限幅器的信號幅度會大大受損，使得鑒頻器的輸出信號有較大失真；其三，這種模擬方法不適合在計算機上做實時仿真，很難通過仿真對其做進一步研究和改進，因此只能用實際電路做試驗，設計周期較長；最后這個模擬方法構(gòu)建出的通信系統(tǒng)不具有可擴充性和可編程性，它由硬件來定義全部功能，生命周期較短，這是現(xiàn)有技術所存在的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術所存在的不足，而提供一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)及方法的技術方案，用于恢復聲音信號，具有很大的靈活性和可擴展性，可以有低得多的功耗，高得多的工作頻率，性能也更可靠。本方案是通過如下技術措施來實現(xiàn)的一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)，其特征在于包括如下模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將接收的模擬中頻信號采樣得到數(shù)字中頻信號；數(shù)字混頻模塊，將數(shù)字中頻信號分別與兩個本振信號相乘，正交解調(diào)為I/Q兩路數(shù)字基帶信號，正交解調(diào)時的兩個本振信號與數(shù)字中頻信號同頻同相，且所述的本振信號完全正交；數(shù)字解調(diào)下變頻模塊，用于對I/Q兩路基帶信號進行整數(shù)倍的抽取濾波，然后進行整形濾波，實現(xiàn)了平滑濾波、消除帶外噪音，將I/Q兩路基帶信號還原為數(shù)字音頻信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；帶通濾波放大模塊，對模擬信號進行濾波放大，輸出聲音信號。所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換的采樣頻率為50MHz。所述的數(shù)字解調(diào)下變頻模塊包括CIC濾波器、HB濾波器、255階FIR濾波器，CIC濾波器可以實現(xiàn)抽取因子D不為2的冪次方的抽取濾波，且CIC濾波的抽取率為4-32，半帶濾波器可實現(xiàn)D=2M倍數(shù)抽取，半帶濾波器的最大抽取率為32，CIC濾波器與半帶濾波器聯(lián)合使用，實現(xiàn)任意整數(shù)倍的抽取，F(xiàn)IR濾波器對抽取后的信號進行整形濾波。一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻方法，其特征在于包括如下步驟I)將接收到的模擬中頻信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號， 2)使用兩個正交的本振信號對數(shù)字中頻信號進行正交解調(diào)，得到I/Q兩路數(shù)字基帶信號，3)對I/Q兩路數(shù)字基帶信號進行抽取、濾波，實現(xiàn)平滑濾波、消除帶外噪音，將I/Q兩路基帶信號還原為數(shù)字音頻信號；
4)將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，5)對模擬信號進行濾波放大,輸出聲音信號。所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換的采樣頻率為50MHz。所述的步驟3)使用CIC濾波器、HB濾波器、255階FIR濾波器，CIC濾波器可以實現(xiàn)抽取因子D不為2的冪次方的抽取濾波，且CIC濾波的抽取率為4-32，半帶濾波器可實現(xiàn)0=21咅數(shù)抽取，半帶濾波器的最大抽取率為32，，CIC濾波器與半帶濾波器聯(lián)合使用，實現(xiàn)任意整數(shù)倍的抽取，F(xiàn)IR濾波器對抽取后的信號進行整形濾波。積分梳狀濾波器(CIC)適合作當抽取因子D不為2的冪次方的抽取濾波器。它常常與半帶濾波器聯(lián)合起來使用，從而實現(xiàn)任意整數(shù)倍的抽取。積分梳狀濾波器，是指該濾波器的沖擊響應具有如下的形式 ii.o< <y;-iMn)= <
[O, else從上式可以看出CIC濾波器是一種無乘濾波器，使用它的時候只需要通過加法就可以實現(xiàn)信號的多倍抽取，這就大大的減少了運算量。其中D為濾波器的階數(shù)，同時也是抽取因子。根據(jù)Z變換的定義，CIC濾波器的Z變換為
N-IH(z) = 'y'\h{n) z~n
n-0
ι-ζ-Ν=--
K1 =~' )
1 — z= H1(Z)H2(Z)式中，
or IΗ{(ζ)=--
I-Z-1H2(Z)=Kn可見，CIC濾波器是由兩部分組成積分器H1 (Z)和梳狀濾波器H2 (Z)的級聯(lián)。CIC濾波器的幅頻特性。把z=eju代入可得H2 (z)的頻率響應為H2{eJ(0) = l-e~lMW
JrnNIl -j CtiN 12=· 2Γ--—-1
2=e~JfoN/2 Sin(O)N/2)其幅頻特性為
權(quán)利要求
1.一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)，其特征在于包括如下模塊 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將接收的模擬中頻信號采樣得到數(shù)字中頻信號； 數(shù)字混頻模塊，將數(shù)字中頻信號分別與兩個本振信號相乘，正交解調(diào)為ι/Q兩路數(shù)字基帶信號，正交解調(diào)時的兩個本振信號與數(shù)字中頻信號同頻同相，且所述的本振信號完全正交； 數(shù)字解調(diào)下變頻模塊，用于對I/Q兩路基帶信號進行整數(shù)倍的抽取濾波，然后進行整形濾波，實現(xiàn)了平滑濾波、消除帶外噪音，將I/Q兩路基帶信號還原為數(shù)字音頻信號； 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號； 帶通濾波放大模塊，對模擬信號進行濾波放大，輸出聲音信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)，其特征是所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換的采樣頻率為50MHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)，其特征是所述的數(shù)字解調(diào)下變頻模塊包括CIC濾波器、HB濾波器、255階FIR濾波器，CIC濾波器可以實現(xiàn)抽取因子D不為2的冪次方的抽取濾波，半帶濾波器可實現(xiàn)D=2m倍數(shù)抽取，CIC濾波器與半帶濾波器聯(lián)合使用，實現(xiàn)任意整數(shù)倍的抽取，F(xiàn)IR濾波器對抽取后的信號進行整形濾波。
4.一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻方法，其特征在于包括如下步驟 1)將接收到的模擬中頻信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號， 2)使用兩個正交的本振信號對數(shù)字中頻信號進行正交解調(diào)，得到I/Q兩路數(shù)字基帶信號， 3)對I/Q兩路數(shù)字基帶信號進行抽取、濾波，實現(xiàn)平滑濾波、消除帶外噪音，將I/Q兩路基帶信號還原為數(shù)字音頻信號 4)將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號， 5)對模擬信號進行濾波放大，輸出聲音信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻方法，其特征是所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換的采樣頻率為50MHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻方法，其特征是所述的步驟3)使用CIC濾波器、HB濾波器、255階FIR濾波器，CIC濾波器可以實現(xiàn)抽取因子D不為2的冪次方的抽取濾波，半帶濾波器可實現(xiàn)D=2m倍數(shù)抽取，CIC濾波器與半帶濾波器聯(lián)合使用，實現(xiàn)任意整數(shù)倍的抽取，F(xiàn)IR濾波器對抽取后的信號進行整形濾波。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于聲音信號的數(shù)字解調(diào)下變頻系統(tǒng)及方法的技術方案，將聲音信號經(jīng)經(jīng)過AD變換，下變頻、抽取、濾波，最終輸出的數(shù)字基帶解調(diào)信號再進行DA變換，在解調(diào)端能夠聽到清晰的聲音信號。本技術方案，用于恢復聲音信號，具有很大的靈活性和可擴展性，可以有低得多的功耗，高得多的工作頻率，性能也更可靠。
文檔編號H04B1/10GK102694563SQ20121020663
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者李鵬, ?；圩? 田忠超 申請人:山東神戎電子股份有限公司