IQ解调器阶段的LPF是模拟滤波器还是数字滤波器?

信息处理 低通滤波器 数字滤波器 解调 模数 巴特沃思
2022-01-27 23:46:17

我最近使用 Butterworth LPF 设计了 ​​IQ 解调器的 LPF,参考https://dspillustrations.com/pages/posts/misc/baseband-up-and-downconversion-and-iq-modulation.html但我有一个问题。如果你看下图中的模块,你可以看到通过 A/D 转换后的基带模块。我想我应用了 IIR 数字滤波器,但下图的组成表明 LPF 是模拟域。所以我突然很好奇。这是 LPF 模拟滤波器还是数字滤波器?

在此处输入图像描述

我在上面的 IQ 解调器框图中使用 Butterworth IIR 滤波器设计方法设计了与 LP 模块对应的低通滤波器。我首先计算了模拟巴特沃斯滤波器系数,然后使用双线性变换计算了 z 域的 IIR 滤波器系数 b,a。有了这个,我们使用 matlab 的 filter(b,a,x) 函数通过 lpf 计算了波形。因此,我们得到了同相和正交相位的频谱,如下所示。但在这个过程中,我有一个问题。显然,我设计了一个z域的数字滤波器,我想知道为什么数字滤波器存在于模拟域,因为它在框图中位于ADC之前。 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述

1个回答

A/D 可以作为单个实数 A/D 放置在乘法器之前,或者如图所示,在每个乘法器之后放置两个 A/D,以对 I 和 Q 通道进行采样。无论哪种情况,在进行任何 A/D 转换之前都需要一个模拟滤波器作为抗混叠滤波器。这可以是带通滤波器或低通滤波器,具体取决于模拟域频谱中的哪个图像需要作为感兴趣的信号。即使在图像频带中没有实际的附加信号,在没有滤波器(和接收器中的增益)的情况下,由于每个图像的累积本底噪声,噪声系数也会显着降低。任何采样之前的模拟滤波器都很重要。

因此,在这种情况下,考虑到 A/D 转换器的放置,所示的滤波器将是我描述的模拟抗混叠滤波器。

如果镜像抑制的原因令人困惑,请参阅这篇详细说明数字采样过程中如何发生混叠的帖子:采样期间的高阶谐波

总而言之,对于 IQ 解调器的实现,如果要分别对 I 和 Q 进行采样,则可能有两个 A/D 转换器:一个用于 I 通道,一个用于 Q 通道,从而导致基带信号的复杂表示. 或者,在乘法器之前可以有一个 A/D 转换器,然后所示的乘法器和滤波器结构可以全部以数字方式实现(称为数字下变频器或 DDC)。在这种情况下,除了乘法器之后的数字低通滤波器来选择乘法器后的低频分量。

问题中显示的框图并没有清楚地表明是复杂的信号(尽管如果您通读链接的引用会更清楚)。v(t)y(t)d^[k]