带通采样（欠采样）原理以及其在ADC中下变频的应用

目录

包含工程中的实际应用举例。

1.带通采样的原理

 2.如何确定带通采样后的频谱中心位置，以进行下变频

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1.带通采样的原理

射频信号频率高，带宽有限，直接奈奎斯特采样难度大。
采样的目的是无失真的恢复信号频谱，采样后信号频谱周期延拓，只要保证延拓后的频谱不叠加即可恢复原始信号频谱。
其原理如下图[1]:

图1 带通采样原理

 2.如何确定带通采样后的频谱中心位置，以进行下变频

设采样率fs，信号中心f0，信号带宽上下限fh,fl。有2种情况，

A fs

假设f0= 2.75G, fh=2.5,fl=3,根据上图公1<=m<=6，例如去m=3,得2<=fs<=2.5，取fs = 2G,其带通采样后的频谱如图2所示，可以看到通过对称、周期延拓性质，离零频最近的信号中心为0.75G=f0-fs。因此设置ADC的下变频NCO = 0.75G。

图2 fs

B fs>f0

假设f0= 2.75G, fh=2.5,fl=3,根据上图公1<=m<=6，例如去m=2,得3<=fs<=5，取fs = 3G,其带通采样后的频谱如图3,
可以看到通过对称、周期延拓性质，离零频最近的信号中心为0.25G=fs-f0（不过是镜像频率）。因此设置ADC的下变频NCO = 0.25G。

图3 fs>f0

总结：带通采样后的信号中心频率F = |fs-f0|。我们应尽在ADC采样范围内尽可能将采样率取高些，且采样率最好是有用信号带宽的整数倍，这样便于抽取滤波。

参考资料：

[1]《宽带复杂雷达信号模拟技术研究》