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MC1-1291-既然模拟滤波器早已支持业余无线电通信成功运作,我们为什么还要研发使用数字滤波器?
MC1-1291 问有了成熟的模拟滤波器,为什么还要研发数字滤波器。答案落在可编程:系数一改就换通带形状,还能保持线性相位、不受元件容差与温漂影响。其余说法把数字滤波器当成了射频预选器、功率器件或无需运算的装置,都站不住。文中说明了它位于模数转换之后,救不回前端被毁掉的信号。
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MC1-1291 问有了成熟的模拟滤波器,为什么还要研发数字滤波器。答案落在可编程:系数一改就换通带形状,还能保持线性相位、不受元件容差与温漂影响。其余说法把数字滤波器当成了射频预选器、功率器件或无需运算的装置,都站不住。文中说明了它位于模数转换之后,救不回前端被毁掉的信号。
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MC4-1290 问软件无线电收发信机里哪些功能由数字信号处理算法实现,答案是混频、滤波、调制、解调四项全选。数字混频是复乘,滤波是卷积或差分方程,调制是复基带乘载波,解调是取模、取辐角与差分。文中也说明了天线、低噪声放大器、功率放大器与射频预选仍属模拟地盘。
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MC3-1289 问软件无线电里零中心频率的 I/Q 复信号有哪些优点。复表示把样本率压到带宽所允许的下限,模值与辐角直接给出幅度和相位,同一套正交结构还能覆盖单边带与各类数字调制。需要注意的是一路复数序列并不等于一个转换器,正交两路必须各有自己的模数或数模转换器。
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MC1-1288 给出幅度细节千分之一、时间细节到八次谐波两个条件,要求选定采样率与量化位数。时间轴按奈奎斯特取最高频率分量的两倍,八次谐波对应十六倍基频;幅度轴按二的幂次覆盖千分之一,需要十位。文中逐项说明了八倍、四倍、十倍以及八位、九位各错在哪里。
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MC2-1287 问数模转换时用插值提高采样率会带来什么好处。过采样把镜像与量化噪声推向高频,重建滤波器过渡带随之变宽,通带响应更平坦,残存杂散也更容易滤除。插值只是把同一份信息放到更细的时间网格上,绝不可能再现采样时丢失的细节,更不能把已经折叠的混叠复原成频率正确的信号。
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MC1-1286 问模数转换器的量化精度由什么决定。量化是幅度轴上的细分,台阶数取决于需要如实表达的幅度细节与动态范围,也就是输入波形的复杂程度;最高频率分量的两倍是采样率的奈奎斯特判据,属于时间轴。文中把两条轴分开讲清,并辨析了最低频率与噪声带宽两个干扰项。
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MC1-1285 考的是奈奎斯特—香农采样定理:模数转换器的采样率必须高于输入信号中最高频率分量的两倍,否则高频成分会折叠回来造成混叠,而且事后无法分离。答案是“最高频率分量的两倍”。采样率的一半称为奈奎斯特频率,采样之前必须用抗混叠低通滤波器把带外能量压下去。
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MC3-1284 考 FPGA 在软件无线电中的用途,正确答案是前三项:实现宽带数字混频、数字滤波、信道化抽取与采样率变换;在器件内创建处理器或利用内置处理器完整实现 SDR 系统;提供并行运算,为外部计算机分担信号处理任务。第四项说它充当固态硬盘保存电台日志与比赛录音。
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MC1-1283 考的是把 D 触发器的 Q 端反相后接回 D 端所形成的二分频电路:每来一个时钟上升沿输出就翻转一次,两次翻转构成一个完整周期,因此输出频率为时钟频率的一半,占空比固定为百分之五十。触发器的状态变化不可能快过时钟本身,所以凡是写着二倍频或者移相的选项都不成立。
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MC1-1282 考的是上升沿触发 D 触发器的工作方式:数据输入端 D 的值在时钟 CK 由低变高的那一瞬间被送到输出端 Q,其余时间 Q 保持不变。答案是“每次 CK 上升沿到来时 Q 端变得与 D 端一致”。判断这类题要分两步核对:先看触发方向是上升沿还是下降沿,再看动作是取相同值还是取反相值,两项都对才选。