基于压缩感知理论的模拟信息转换器电路的设计与研究

发布时间：2023-05-05 19:36

　　压缩感知理论(Compressed Sensing,CS)作为一种新兴的理论依据,避开了传统奈奎斯特采样频率的限制,指出针对稀疏性信号,采样频率即使没有达到奈奎斯特频率的要求也能通过算法实现信号的高概率重构,为日益普及的超带宽和高频领域技术提供了新的应用思路。模拟信息转换器(Analog-to-information Convertor,AIC)便是以压缩感知理论为基础的一种采样压缩装置。目前业界对AIC的研究大多停留在数学和理论层面,缺乏对实际硬件电路的设计和仿真,阻碍了AIC电路的投入使用。本文以一种名为多相多随机快速傅里叶变换AIC的方案进行AIC电路的设计和仿真,测试和验证AIC实际电路的功能并得出相关的参数指标。本文研究的主要内容及创新点如下:1)本文从硬件电路设计的角度入手,以随机解调为基本框架,搭建新型多相多随机快速傅里叶变换AIC。该AIC采用时钟信号分频后控制多条支路ADC的结构,其性能与支路数量挂钩,使得整体AIC电路在硬件设计方面的优化和拓展更为方便。模块化的子电路也使得系统结构较为简单,易于设计实现。本文通过数学演算得出了该AIC方案的可行性,并推导出其采样信号...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 相关技术的国内外研究状况
    1.3 本文研究的内容和结构
第2章 压缩感知理论的基本原理和AIC基本实现方式
    2.1 压缩感知理论的基本原理
        2.1.1 压缩感知原理
        2.1.2 压缩感知理论的重构算法
    2.2 AIC实现模型
        2.2.1 随机解调型AIC
        2.2.2 多支路型AIC的基本原理
        2.2.3 多相随机子采样快速傅里叶变换AIC的基本原理
    2.3 本章小结
第3章 多相多随机快速傅里叶变换AIC
    3.1 AIC电路结构
    3.2 AIC的工作原理
    3.3 AIC的信号复原
        3.3.1 AIC观测矩阵的推导
        3.3.2 AIC信号重构算法
    3.4 AIC理想模型仿真
        3.4.1 理想AIC性能仿真
        3.4.2 理想AIC性能对比
    3.5 本章小结
第4章 多相多随机快速傅里叶变换AIC电路设计
    4.1 AIC系统框图
    4.2 多相分频移相器
        4.2.1 SAFF电路
        4.2.2 多相分频移相器电路仿真
    4.3 时钟信号控制模块
        4.3.1 延时缓冲器电路
        4.3.2 时钟信号控制器电路仿真
    4.4 伪随机序列发生器
        4.4.1 伪随机序列发生器仿真
        4.4.2 多相分频伪随机信号仿真
    4.5 ADC电路设计
        4.5.1 比较器电路的设计
        4.5.2 斜坡发生器的设计
    4.6 整体AIC仿真及分析
        4.6.1 AIC实现功能
        4.6.2 AIC性能参数
        4.6.3 AIC硬件电路与理想模型仿真参数对比
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3808280