一种双通道仪器的通道一致性校准方法技术

本发明专利技术公开了一种双通道仪器的通道一致性校准方法，包括以下步骤：S1.给定测试使用的阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B,利用示波器对阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B进行参数测试；S2.在第一种连接方式下，计算信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，对信号接收通道A、B进行一致性校准；S3.在第二种连接方式下，计算出信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，作为出厂校准参数；S4.利用双通道仪器进行信号测量时，根据出厂校准参数对信号接收通道A和信号接收通道B采集的信号进行校准。本发明专利技术能够对双通道仪器的增益、偏置和双通道一致性进行调试和校准，并在实际测试时对测得的数据进行双通道一致性处理，确保双通道数据一致。

A channel consistency calibration method for two channel instruments

【技术实现步骤摘要】
一种双通道仪器的通道一致性校准方法
本专利技术涉及电子测量仪器校准，特别是涉及一种双通道仪器的通道一致性校准方法。
技术介绍
很多双通道仪器或测试系统存在两个通道不一致的问题，如具有I、Q两个通道数据采集的频谱分析仪，具备一体化无线电收发信机技术、能够进行信号产生和接收的ATC/DME航空电子综合测试仪，能够产生脉冲信号并且接收反射信号的取样示波器/时域反射分析仪以及其他具备双通道信号产生和接收的测试系统等。这些仪器或测试系统因为信号产生和采集的通道涉及的电路较复杂，硬件一致性较差，调试困难，数据采集系统存在硬件通道不一致的现象，同时一些仪器在研发和生产阶段也需要做双通道的调试和校准，需要配合软件及算法调试和校准双通道一致性。还有一些应用中，要求两个通道的信号产生和采集一致性很高，而一些仪器在出厂之后仍然存在双通道的信号产生和接收数据不一致导致测量误差较大的现象。
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，提供一种双通道仪器的通道一致性校准方法，能够对双通道仪器的增益、偏置和双通道一致性进行调试和校准，并在实际测试时对测得的数据进行双通道一致性处理，确保双通道的测量数据一致。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双通道仪器的通道一致性校准方法，所述双通道仪器包括数据处理模块、底层CPU控制模块、信号接收通道A和信号接收通道B；所述信号接收通道A包括信号调理模块A、AD采集模块A、偏置模块A和增益模块A，信号调理模块A的输出端依次通过AD采集模块A、偏置模块A和增益模块A连接到数据处理模块；所述信号接收通道B包括信号调理模块B、AD采集模块B、偏置模块B和增益模块B，信号调理模块B的输出端依次通过AD采集模块B、偏置模块B和增益模块B连接到数据处理模块,所述数据处理模块的输出端与底层CPU控制模块连接，所述底层CPU控制模块连接外部的上层软件处理显示模块；所述一致性校准方法包括以下步骤：S1.给定测试使用的阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B,并利用示波器对阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B的参数进行测试；所述步骤S1包括：利用示波器分别对阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B进行测试，通过示波器的显示的波形得到：阶跃脉冲信号源A的幅度Am_A；阶跃脉冲信号源B的幅度Am_B；阶跃脉冲信号源A的基线位置oF_A；阶跃脉冲信号源B的基线位置oF_B。S2.在第一种连接方式下,将阶跃脉冲信号源A连接在AD采集模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在AD采集模块B的输入端；对信号接收通道A、B输出的信号进行测量,计算出信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，对信号接收通道A、B进行一致性校准；所述步骤S2包括以下子步骤：S201.选择阶跃脉冲信号源的第一种连接方式：将阶跃脉冲信号源A连接在AD采集模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在AD采集模块B的输入端,AD采集模块A输出的信号经偏置模块A和增益模块A进入数据处理模块，AD采集模块B输出的信号经偏置模块B和增益模块B进入数据处理模块；S202.数据处理模块将接收到的信号通过底层CPU控制模块传输给上层软件处理显示模块进行波形显示，并测量出双通道仪器中信号接收通道A、B的采样幅度和采样基线位置：得到：信号接收通道A的采样幅度SAm_A；信号接收通道A的采样基线位置SoF_A；信号接收通道B的采样幅度SAm_B；信号接收通道B的采样基线位置SoF_B；S203.计算第一种连接方式下，信号接收通道A的增益倒数GF_A和信号接收通道B的增益倒数GF_B：S204.对信号接收通道A的测量信号进行处理：将信号接收通道A的幅度测量值转换为与示波器测量幅度一致的值，得到mAm_A：将信号接收通道A的基线值转换为和示波器测量值一致，得到VoF_A：S205.对信号接收通道B的测量信号进行处理：将信号接收通道B的幅度测量值转换为与示波器测量幅度一致的值，得到mAm_B：定义B通道相对于A通道的缩放系数EA：将mAm_B和EA相乘，使得B通道缩放成和A通道一致，得到B通道幅度参数mBm_BE：将信号接收通道B的基线值转换为和示波器测量值一致，得到moF_B:将moF_B与EA相乘，使得B通道缩放成和A通道一致，得到B通道基线参数VoF_B：S206.对接收通道A、B进行一致性校准：利用VoF_A和VoF_B来进行调试，校准的偏置模块A的偏置电压ADVoF_A和偏置模块B的偏置电压ADVoF_B；校准方法是通过底层CPU控制模块控制偏置模块A和偏置模块B的偏置，使得：VoF_A＝VoF_B＝ADVoF_A＝ADVoF_B＝0V；利用GF_A、GF_B来进行调试，校准增益模块A增益倒数ADGF_A和增益模块B的增益倒数ADGF_B；校准方法是通过底层CPU控制模块控制增益模块A和增益模块B的增益，使得增益倒数满足：GF_A＝GF_B＝ADGF_A＝ADGF_B通过上述校准后，使得第一种连接方式下，不经过信号调理模块的两个接收通道能够达到一致性。S3.在第二种连接方式下，将阶跃脉冲信号源A连接在信号调理模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在信号调理模块B的输入端，对信号接收通道A、B的输出信号进行测量，并计算出信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，保存在数据处理模块中作为出厂校准参数；所述步骤S3包括以下子步骤：S301.选择阶跃脉冲信号源的第二种连接方式：将阶跃脉冲信号源A连接在信号调理模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在信号调理模块B的输入端,信号调理模块A输出的信号经AD采集模块A、偏置模块A和增益模块A进入数据处理模块，信号调理模块B输出的信号经AD采集模块B、偏置模块B和增益模块B进入数据处理模块；S302.按照步骤S202～步骤S205进行测量和计算，得到新的GF_A、GF_B、EA、VoF_A、VoF_B，记为GF′_A、GF′_B、EA′、VoF′_A、VoF′_B，保存到数据处理模块中作为出厂校准参数，供双通道仪器进行数据校准使用。S4.利用双通道仪器进行信号测量时，利用步骤S3中得到的出厂校准参数对信号接收通道A和信号接收通道B采集的信号进行一致性校准。所述步骤S4包括以下子步骤：S401.在双通道仪器进行测量时，将待测信号从信号调理模块A和信号调理模块B分别进行输入，并在信号接收通道A和信号接收通道B中分别进行出来后传输给数据处理模块；S402.对于信号接收通道A输出的任一电压VAA，数据处理模块利用GF′_A将其转化为归一化的测量值VAAE：VAAE＝VAA×GF′_A；然后将VAAE再减掉基线值VoF′_A，得到以0V为基线的电压VAAE0：V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通道仪器的通道一致性校准方法，其特征在于：所述双通道仪器包括数据处理模块、底层CPU控制模块、信号接收通道A和信号接收通道B；所述信号接收通道A包括信号调理模块A、AD采集模块A、偏置模块A和增益模块A，信号调理模块A的输出端依次通过AD采集模块A、偏置模块A和增益模块A连接到数据处理模块；所述信号接收通道B包括信号调理模块B、AD采集模块B、偏置模块B和增益模块B，信号调理模块B的输出端依次通过AD采集模块B、偏置模块B和增益模块B连接到数据处理模块,所述数据处理模块的输出端与底层CPU控制模块连接，所述底层CPU控制模块连接外部的上层软件处理显示模块；所述一致性校准方法包括以下步骤：/nS1.给定测试使用的阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B,并利用示波器对阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B的参数进行测试；/nS2.在第一种连接方式下,将阶跃脉冲信号源A连接在AD采集模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在AD采集模块B的输入端；对信号接收通道A、B输出的信号进行测量,计算出信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，对信号接收通道A、B进行一致性校准；/nS3.在第二种连接方式下，将阶跃脉冲信号源A连接在信号调理模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在信号调理模块B的输入端，对信号接收通道A、B的输出信号进行测量，并计算出信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，保存在数据处理模块中作为出厂校准参数；/nS4.利用双通道仪器进行信号测量时，利用步骤S3中得到的出厂校准参数对信号接收通道A和信号接收通道B采集的信号进行一致性校准。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双通道仪器的通道一致性校准方法，其特征在于：所述双通道仪器包括数据处理模块、底层CPU控制模块、信号接收通道A和信号接收通道B；所述信号接收通道A包括信号调理模块A、AD采集模块A、偏置模块A和增益模块A，信号调理模块A的输出端依次通过AD采集模块A、偏置模块A和增益模块A连接到数据处理模块；所述信号接收通道B包括信号调理模块B、AD采集模块B、偏置模块B和增益模块B，信号调理模块B的输出端依次通过AD采集模块B、偏置模块B和增益模块B连接到数据处理模块,所述数据处理模块的输出端与底层CPU控制模块连接，所述底层CPU控制模块连接外部的上层软件处理显示模块；所述一致性校准方法包括以下步骤：
S1.给定测试使用的阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B,并利用示波器对阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B的参数进行测试；
S2.在第一种连接方式下,将阶跃脉冲信号源A连接在AD采集模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在AD采集模块B的输入端；对信号接收通道A、B输出的信号进行测量,计算出信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，对信号接收通道A、B进行一致性校准；
S3.在第二种连接方式下，将阶跃脉冲信号源A连接在信号调理模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在信号调理模块B的输入端，对信号接收通道A、B的输出信号进行测量，并计算出信号接收通道A、B的增益和一致性基线参数，保存在数据处理模块中作为出厂校准参数；
S4.利用双通道仪器进行信号测量时，利用步骤S3中得到的出厂校准参数对信号接收通道A和信号接收通道B采集的信号进行一致性校准。


2.根据权利要求1所述的一种双通道仪器的通道一致性校准方法，其特征在于：所述步骤S2中，脉冲阶跃信号源A通过射频同轴连接器与AD采集模块A连接；所述脉冲阶跃信号源B通过射频同轴连接器与AD采集模块B连接。


3.根据权利要求1所述的一种双通道仪器的通道一致性校准方法，其特征在于：所述阶跃脉冲信号源A和脉冲阶跃信号源B由双通道仪器外置或者内置，两者幅度相同、相位一致。


4.根据权利要求1所述的一种双通道仪器的通道一致性校准方法，其特征在于：所述步骤S1包括：利用示波器分别对阶跃脉冲信号源A和阶跃脉冲信号源B进行测试，通过示波器的显示的波形得到：
阶跃脉冲信号源A的幅度Am_A；
阶跃脉冲信号源B的幅度Am_B；
阶跃脉冲信号源A的基线位置oF_A；
阶跃脉冲信号源B的基线位置oF_B。


5.根据权利要求1所述的一种双通道仪器的通道一致性校准方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下子步骤：
S201.选择阶跃脉冲信号源的第一种连接方式：
将阶跃脉冲信号源A连接在AD采集模块A的输入端，将阶跃脉冲信号源B连接在AD采集模块B的输入端,AD采集模块A输出的信号经偏置模块A和增益模块A进入数据处理模块，AD采集模块B输出的信号经偏置模块B和增益模块B进入数据处理模块；
S202.数据处理模块将接收到的信号通过底层CPU控制模块传输给上层软件处理显示模块进行波形显示，并测量出双通道仪器中信号接收通道A、B的采样幅度和采样基线位置：得到：
信号接收通道A的采样幅度SAm_A；
信号接收通道A的采样基线位置SoF_A；
信号接收通道B的采样幅度SAm_B；
信号接收通道B的采样基线位置SoF_B；
S203.计算第一种连接方式下，信号接收通道A的增益倒数GF_A和信号接收通道B的增益倒数GF_B：






S204.对信号接收通道A的测量信号进行处理：
将信号接收通道A的幅度测量值转换为与示波器测量幅度一致的值，得到mAm_A：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹勇，文红，周科吉，梁木生，谢礼军，刘磊，付圣丙，
申请(专利权)人：电子科技大学，成都玖锦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51