用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法技术

本发明专利技术公开了一种用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法，对于M个通道的采样信号，首先将第1个通道的本周期和下一周期的信号作为参考信号构成参考信号集合，对第M/2通道的采样信号进行时间误差自适应校正，然后将校正后的第M/2通道的采样信号加入参考信号集合，再对其他采样信号进行校正，如此循环，直到所有采样信号均完成校正。本发明专利技术针对多通道采样信号之间的时间失配误差，采用时间误差自适应校正来动态消除时间误差，有助于信号的准确还原。

Adaptive Elimination of Time Error for Time Alternating Sampling

The invention discloses an adaptive time error cancellation method for time alternating sampling. For the sampling signals of M channels, the current and next cycle signals of the first channel are taken as reference signals to form a reference signal set, and the sampling signals of the M/2 channel are adaptively corrected for time error, and then the corrected sampling signals of the M/2 channel are added into the parameters. Examine the signal set, then correct the other sampled signals, so cycle until all sampled signals are corrected. In view of the time mismatch error between multi-channel sampled signals, the time error self-adaptive correction is adopted to dynamically eliminate the time error, which is helpful to the accurate restoration of signals.

【技术实现步骤摘要】
用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法
本专利技术属于时间交替采样
，更为具体地讲，涉及一种用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法。
技术介绍
随着现代通信、智能汽车、航空航天探测、人工智能等相关电子信息领域的高速发展，超高频信号的应用迅速增长，为了能够准确识别和测量这些高速信号，对数据采集系统的采样率提出了更高的要求。由于现有的单片ADC(Analog-to-digitalconverter，模数转换器)方案受到材料、工艺等多方面限制，难以满足高速采集的需求。因此并行采集技术作为一种对任意信号的实时采集技术得到了广泛的研究，这其中的时间交替采样技术就是一种有效提高采样速率的手段。时间交替采样(Time-interleavedanalog-to-digitalconversion，TIADC)系统由M个通道构成，多片ADC以并行方式交替采样，在多相采样时钟的驱动下，每片ADC对信号x(t)采样，并将各通道的采样数据xi[n]发送给数据拼合模块进行数据重组，i＝0,1,…,M-1，获得原始信号的重构y[n]。重构以后信号的采样率突破了单片ADC的采样率，实现了M倍的提升。无论是从无线通信系统到时域测量仪器，还是从高速ADC芯片到高性能接收机，时间交替采样技术都有着极其广泛的应用价值。然而，时间交替采样并行方案虽然实现了采样率提升，但是由于ADC器件参数、设计过程中的布局布线等非一致特性，各通道之间会产生通道失配误差，最直接的表现是重构后的数字信号存在增益误差、偏置误差和时间误差。为确保对原始信号的准确重现，通道失配误差需要被消除。在现有的失配误差校正方法中，对于增益误差和偏置误差较为容易，但是时间误差是一个棘手的问题，这是时间交替采样技术的一个主要瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法，针对多通道采样信号之间的时间失配误差，采用时间误差自适应校正来动态消除时间误差，有助于信号的准确还原。为实现上述专利技术目的，本专利技术用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法包括以下步骤：S1：记用于进行时间交替采样的ADC的数量为M，其中M＝2D，D为正整数，M片ADC采样得到M个通道的采样信号xi[n]，i表示采样信号序号，i＝0,1,…,M-1，n表示采样时刻；S2：初始化参考信号集合B＝{x0[n],x0[n+1]}；S3：记当前参考信号集合B中的参考信号数量为Q，设置参考信号x0[n+1]对应的采样信号序号为M，将参考信号集合B中各个参考信号以对应的采样信号序号进行从小到大排序，记第q个参考信号对应的采样信号序号为Iq，q＝0,1,…,Q-1；S4：根据以下公式计算出本次进行时间误差自适应校正的Q-1个采样信号的序号fj：其中，j＝0,1,…,Q-2。采样信号对应的两个参考信号分别为和当Ij+1＝M时，S5：对于步骤S4确定的Q-1个采样信号，分别进行时间误差自适应校正，时间误差自适应校正的具体步骤包括：S5.1：记当前所需进行时间误差自适应校正的采样信号为x[n]，其两路参考信号分别记为xref1[n]和xref2[n]，其中n＝1,2,…,N，N表示信号长度；S5.2：初始化迭代次数k＝1，时间误差估计结果r(0)＝0；S5.3：根据以下公式分别计算出误差序列e1[n]和e2[n]：e1[n]＝x[n]-xref1[n]e2[n]＝x[n]-xref2[n]S5.4：根据以下公式计算得到本次迭代的代价函数S5.5：采用以下公式进行时间误差估计：其中，r(k)、r(k-1)分别表示第k次、第k-1次的时间误差估计结果，μ表示预设的调节步进，μ的取值范围为(0,1)；S5.6：根据以下公式计算得到相位修正值R(k)：R(k)＝R(0)-[r(k)/S]其中，R(0)表示采样信号x[n]所对应的采样时钟相位初始值，S表示预设的调节步进延时，[]表示取整；根据得到的相位修正值R(k)对采样信号x[n]所对应的ADC的采样时钟相位进行修正；S5.7：判断是否达到迭代结束条件，如果是，则校正结束，否则进入步骤5.8；S5.8：令k＝k+1，返回步骤S5.3；S6：将步骤S5中经过时间误差自适应校正的Q-1个采样信号加入参考信号集合B中；S7：判断当前参考信号集合B中的参考信号数量是否等于M+1，如果是，时间误差消除结束，否则返回步骤S3。本专利技术用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法，对于M个通道的采样信号，首先将第1个通道的本周期和下一周期的信号作为参考信号构成参考信号集合，对第M/2通道的采样信号进行时间误差自适应校正，然后将校正后的第M/2通道的采样信号加入参考信号集合，再对其他采样信号进行校正，如此循环，直到所有采样信号均完成校正。本专利技术针对多通道采样信号之间的时间失配误差，采用时间误差自适应校正来动态消除时间误差，有助于信号的准确还原。附图说明图1是双通道TIADC的采样波形示例图；图2是本专利技术用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法的具体实施方式流程图；图3是本专利技术中时间误差自适应校正算法的流程图；图4是本实施例中参考信号设置方案示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。为了更好地说明本专利技术的技术方案，首先以双通道时间交替采样为例对本专利技术的技术原理进行简要说明。图1是双通道TIADC的采样波形示例图。如图1所示，x(t)是连续的模拟信号，t表示信号时刻，两片采样率为fs的ADC对该信号按照时间交替采样方式进行采样，单ADC连续样点的采样间隔Ts＝1/fs。以第一片ADC的采样结果为参考信号，令该ADC的初始相位为Φ0产生信号x0[n]，第二片ADC的初始相位为Φ1产生采样信号x1[n]。为便于对算法理解，标记参考信号xref1[n]＝x0[n]和xref2[n]＝x0[n+1]。理想情况下x1的采样时刻是参考信号xref1和xref2的采样时刻中点，图中两片ADC的时间间隔为Δt＝Ts/2，即相位差Φ1-Φ0＝180°。定义两个新的序列e1[n]＝x1[n]-xref1[n]和e2[n]＝x1[n]-xref2[n]，新的序列为x1与两参考信号的差值。在理想情况下即不存在时间误差时，如下等式关系成立E(|e1|)＝E(|e2|)其中，E()表示求取平均值。而当采样点为非理想时刻时，有E(|e1|)≠E(|e2|)。本专利技术基于以上论述，提出了一种用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法。图2是本专利技术用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法的具体实施方式流程图。如图2所示，本专利技术用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法的具体步骤包括：S201：确定时间交替采样相关参数：记用于进行时间交替采样的ADC的数量为M，其中M＝2D，D为正整数，M片ADC采样得到M个通道的采样信号xi[n]，i表示采样信号序号，i＝0,1,…,M-1，n表示采样时刻。S202：初始化参考信号集合：本专利技术选择以采样信号x0[n]作为基准进行时间误差消除，而根据本专利技术的技术原理可知，一个采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：记用于进行时间交替采样的ADC的数量为M，其中M＝2D，D为正整数，M片ADC采样得到M个通道的采样信号xi[n]，i表示采样信号序号，i＝0,1,…,M‑1，n表示采样时刻；S2：初始化参考信号集合B＝{x0[n],x0[n+1]}；S3：记当前参考信号集合B中的参考信号数量为Q，设置参考信号x0[n+1]对应的采样信号序号为M，将参考信号集合B中各个参考信号以对应的采样信号序号进行从小到大排序，记第q个参考信号对应的采样信号序号为Iq，q＝0,1,…,Q‑1；S4：根据以下公式计算出本次进行时间误差自适应校正的Q‑1个采样信号的序号fj：

【技术特征摘要】
1.一种用于时间交替采样的时间误差自适应消除方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：记用于进行时间交替采样的ADC的数量为M，其中M＝2D，D为正整数，M片ADC采样得到M个通道的采样信号xi[n]，i表示采样信号序号，i＝0,1,…,M-1，n表示采样时刻；S2：初始化参考信号集合B＝{x0[n],x0[n+1]}；S3：记当前参考信号集合B中的参考信号数量为Q，设置参考信号x0[n+1]对应的采样信号序号为M，将参考信号集合B中各个参考信号以对应的采样信号序号进行从小到大排序，记第q个参考信号对应的采样信号序号为Iq，q＝0,1,…,Q-1；S4：根据以下公式计算出本次进行时间误差自适应校正的Q-1个采样信号的序号fj：其中，j＝0,1,…,Q-2。采样信号对应的两个参考信号分别为和当Ij+1＝M时，S5：对于步骤S4确定的Q-1个采样信号，分别进行时间误差自适应校正，时间误差自适应校正的具体步骤包括：S5.1：记当前所需进行时间误差自适应校正的采样信号为x[n]，其两路参考信号分别记为xref1[n]和xref2[n]，其中n＝1,2,…,N，N表示信号长度；S5...

【专利技术属性】
技术研发人员：高舰，叶芃，曾浩，黄武煌，魏文韬，赵禹，李浩，潘志翔，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51