一种基于中频采集的孔径抖动测量方法技术

本发明专利技术属于电子设备测量技术，涉及对信号采集设备孔径抖动的测量方法。本发明专利技术能够完成多通道信号采集设备通道内部和通道之间孔径抖动的测量，实施方法简便易行，满足了现代通信系统以及相控阵雷达系统等应用中对通道内和通道之间孔径抖动测量的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于中频采集的孔径抖动测量方法
本专利技术属于电子设备测量技术，涉及对信号采集设备孔径抖动的测量方法。
技术介绍
在通信系统设计、现代雷达系统设计和数据采集等一些应用中，基于模数转换器(ADC)的多通道高速信号采集设备的使用越来越广泛。孔径抖动(Aperturejitter)又被称为孔径时间抖动或孔径不确定(Apertureuncertainty)，它是指ADC采样时钟的各个采样脉冲边沿出现时刻的不确定性，通常以时间表示。对于一路动态模拟信号，由于孔径抖动的存在，使得输入的模拟信号值在孔径时间内是不确定的，从而导致孔径抖动误差(电压误差)；而对于多路模拟信号，孔径抖动带来了多路(通道)间的采样时钟不一致性。在现代通信系统的数字波束形成(DBF)以及相控阵雷达系统阵列信号处理等应用中，不仅对通道内部孔径抖动误差测量提出了要求，同时还要求明确多路信号的采样时钟不一致性误差，以分析该误差引起的系统性能误差。因此，比较采集设备通道内部和通道之间的孔径抖动非常重要，必须对其进行准确测量。目前，关于时钟抖动的测量方法及理论研究文献很多，但是对由于ADC本身引起的孔径抖动却很少，论文《模数转换电路中孔径抖动的测量研究》、《一种ADC孔径抖动的测量方法》等提出了频率扫描法测量孔径抖动，该方法需要进行频率扫描，而且需要在输入信号的过零点处进行采样，控制过程复杂；只是对孔径抖动测量进行了一些理论和仿真分析，并没有给出具体的测量方法，也没有对通道间的孔径抖动进行考虑。
技术实现思路
专利技术创造的目的本专利技术的目的是：提出一种简单实用的孔径抖动测量方法，以满足信号采集设备通道内和通道之间孔径抖动测量的需要。技术方案本专利技术的技术方案是：一种基于中频采集的孔径抖动测量方法，基于一个由多通道高速采集设备1、标准信号源2、功率分配器3、孔径抖动测量处理系统4组成的测试平台；标准信号源2产生的信号通过功率分配器3分配为两路，送入被测的多通道高速信号采集设备1；多通道高速信号采集设备1采集的高速信号送入孔径抖动测量处理系统4进行计算分析；标准信号源2的同步信号输出端与多通道高速信号1采集设备的同步信号输入端相连接。其特征在于，测量孔径抖动的步骤如下：第1步、选取多通道高速信号采集设备的其中两个通道A、B作为被测通道，其中一个通道A作为参考通道，为后续其他所有通道的测量参考；第2步、采集通道数据；2.1、产生信号：控制标准信号源2产生符合采集设备采集条件的连续波信号，频率为fI+fd，其中fI为选取的被采集信号的频率，fd为方便分析而选取的频率偏移，其取值范围为-0.01fI～0.01fI；2.2、采集信号：控制多通道高速信号采集设备1的采样率为Fs，采集点数为N，采集经功率分配器3分配后的A、B两路信号SIA(n)、SIB(n)；2.3、转储信号：将2.2采集的信号转储到孔径抖动测量处理系统4中；第3步、分析计算两个通道的孔径抖动误差；3.1、用数字下变频的方法将采集到的中频信号SIA(n)、SIB(n)从载频fI搬移到基带，转化为基带信号SA(n)、SB(n)；3.2、分析计算通道A、B间的孔径抖动误差；3.2.1、分别求出信号各采样点的孔径抖动值，根据下式计算每个采样点的相位差式中，conj(·)为求共轭，angle(·)为求相角；根据下式计算每个采样点的孔径抖动值ΔtAB(n)：3.2.2、根据下式，得到通道A、B间孔径抖动误差的统计值jAB：式中，3.3、分析计算通道A、B自身的孔径抖动误差；3.3.1、按下式构建理想信号SI(n)：SI(n)＝exp(i·2πfdn)┄┄┄┄[5]，i2＝-13.3.2、分析计算通道A自身的孔径抖动；在步骤3.2中，用SI(n)代替SB(n)，求出通道A内部孔径抖动误差的统计值jAI；3.3.3、分析计算通道B自身的孔径抖动；在步骤3.2中，用SI(n)代替SA(n)，求出通道B内部孔径抖动误差的统计值jBI；第4步、测量剩余其他通道的孔径抖动误差；4.1、保持步骤1中的参考通道不变，另选一个通道，重复步骤2和3，测量新选择通道的孔径抖动；4.2、依次选取剩余通道，重复4.1，完成所有通道孔径抖动的测量。专利技术创造的优点能够完成多通道信号采集设备通道内部和通道之间孔径抖动的测量，实施方法简便易行，满足了现代通信系统以及相控阵雷达系统等应用中对通道内和通道之间孔径抖动测量的需要。附图说明图1是实施本专利技术所需要的测量平台的组成示意图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。参见图1，一种基于中频采集的孔径抖动测量方法，基于一个由多通道高速采集设备1、标准信号源2、功率分配器3、孔径抖动测量处理系统4组成的测试平台；标准信号源2产生的信号通过功率分配器3分配为两路，送入被测的多通道高速信号采集设备1；多通道高速信号采集设备1采集的高速信号送入孔径抖动测量处理系统4进行计算分析；标准信号源2的同步信号输出端与多通道高速信号1采集设备的同步信号输入端相连接。其特征在于，测量多通道高速信号采集设备孔径抖动的步骤如下：1、选取多通道高速信号采集设备的其中两个通道A、B作为被测通道，其中一个通道A作为参考通道，为后续其他所有通道的测量参考；2、采集通道数据；2.1、产生信号：控制标准信号源2产生符合采集设备采集条件的的连续波信号，频率为fI+fd，其中fI为选取的被采集信号的频率，fd为方便分析而选取的频率偏移，以保证信号在转化为基带后不为直流信号，其取值范围为-0.01fI～0.01fI；2.2、采集信号：控制多通道高速信号采集设备1的采样率为Fs，采集点数为N，采集经功率分配器3分配后的A、B两路信号SIA(n)、SIB(n)；2.3、转储信号：将2.2采集的信号转储到孔径抖动测量处理系统4中；3、分析计算两个通道的孔径抖动误差；3.1、用数字下变频的方法将采集到的中频信号SIA(n)、SIB(n)从载频fI搬移到基带，转化为基带信号SA(n)、SB(n)；3.2、分析计算通道A、B间的孔径抖动误差；3.2.1、分别求出信号各采样点的孔径抖动值，根据下式计算每个采样点的相位差：式中，conj(·)为求共轭，angle(·)为求相角；根据下式计算每个采样点的孔径抖动值：3.2.2、根据下式，得到通道A、B间孔径抖动误差的统计值jAB：式中，3.3、分析计算通道A、B自身的孔径抖动误差；3.3.1、按下式构建理想信号SI(n)，该信号代表了理想无抖动通道的输出：SI(n)＝exp(i·2πfdn)┄┄┄┄[5]，i2＝-13.3.2、分析计算通道A自身的孔径抖动；在步骤3.2中，用SI(n)代替SB(n)，求出通道A内部孔径抖动误差的统计值jAI；3.3.3、分析计算通道B自身的孔径抖动；在步骤3.2中，用SI(n)代替SA(n)，求出通道B内部孔径抖动误差的统计值jBI；4、测量剩余其他通道的孔径抖动误差；4.1、保持步骤1中的参考通道不变，另选一个通道，重复步骤2和3，测量新选择通道的孔径抖动；4.2、依次选取剩余通道，重复4.1，完成所有通道孔径抖动的测量。实施例本专利技术的一个实施例中，组成孔径抖动测试平台的设备都是成品件。同时，为保持简洁，考虑本实施例中的采集设备只有两个通道A和B。1、选取信号采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于中频采集的孔径抖动测量方法，基于一个由多通道高速采集设备(1)、标准信号源(2)、功率分配器(3)、孔径抖动测量处理系统(4)组成的测试平台；标准信号源(2)产生的信号通过功率分配器(3)分配为两路，送入被测的多通道高速信号采集设备(1)；多通道高速信号采集设备(1)采集的高速信号送入孔径抖动测量处理系统(4)进行计算分析；标准信号源(2)的同步信号输出端与多通道高速信号(1)采集设备的同步信号输入端相连接；其特征在于，测量孔径抖动的步骤如下：第1步、选取多通道高速信号采集设备的其中两个通道A、B作为被测通道，其中一个通道A作为参考通道，为后续其他所有通道的测量参考；第2步、采集通道数据；2.1、产生信号：控制标准信号源(2)产生符合采集设备采集条件的连续波信号，频率为fI+fd，其中fI为选取的被采集信号的频率，fd为方便分析而选取的频率偏移，其取值范围为‑0.01fI～0.01fI；2.2、采集信号：控制多通道高速信号采集设备(1)的采样率为Fs，采集点数为N，采集经功率分配器(3)分配后的A、B两路信号SIA(n)、SIB(n)；2.3、转储信号：将2.2采集的信号转储到孔径抖动测量处理系统(4)中；第3步、分析计算两个通道的孔径抖动误差；3.1、用数字下变频的方法将采集到的中频信号SIA(n)、SIB(n)从载频fI搬移到基带，转化为基带信号SA(n)、SB(n)；3.2、分析计算通道A、B间的孔径抖动误差；3.2.1、分别求出信号各采样点的孔径抖动值，根据下式计算每个采样点的相位差...

【技术特征摘要】
1.一种基于中频采集的孔径抖动测量方法，基于一个由多通道高速采集设备(1)、标准信号源(2)、功率分配器(3)、孔径抖动测量处理系统(4)组成的测试平台；标准信号源(2)产生的信号通过功率分配器(3)分配为两路，送入被测的多通道高速信号采集设备(1)；多通道高速信号采集设备(1)采集的高速信号送入孔径抖动测量处理系统(4)进行计算分析；标准信号源(2)的同步信号输出端与多通道高速信号(1)采集设备的同步信号输入端相连接；其特征在于，测量孔径抖动的步骤如下：第1步、选取多通道高速信号采集设备的其中两个通道A、B作为被测通道，其中一个通道A作为参考通道，为后续其他所有通道的测量参考；第2步、采集通道数据；2.1、产生信号：控制标准信号源(2)产生符合采集设备采集条件的连续波信号，频率为fI+fd，其中fI为选取的被采集信号的频率，fd为方便分析而选取的频率偏移，其取值范围为-0.01fI～0.01fI；2.2、采集信号：控制多通道高速信号采集设备(1)的采样率为Fs，采集点数为N，采集经功率分配器(3)分配后的A、B两路信号SIA(n)、SIB(n)；2.3、转储信号：将2.2采集的信号转储到孔径抖动测量处理系统(4)中；第3步、分析计算两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国梁，李炬金，李晓明，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32