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【发明公布】ADC频谱测试中存在非相干采样和谐波失真的信号恢复方法_电子科技大学_202010834610.7 

申请/专利权人:电子科技大学

申请日:2020-08-19

公开(公告)日:2020-11-24

公开(公告)号:CN111983308A

主分类号:G01R23/16(20060101)

分类号:G01R23/16(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.09.14#授权;2020.12.11#实质审查的生效;2020.11.24#公开

摘要:本发明公开了一种ADC频谱测试中存在非相干采样和谐波失真的信号恢复方法,首先对基波估计得到幅度估计值和初始相位估计值,并对非相干采样基波信号进行重构,在被测ADC输出信号中去除非相干采样基波信号后估计各阶谐波分量的幅度以及初始相位,对谐波信号进行重构并在被测ADC输出信号中去除,然后基于剩余信号对基波部分进行二次估计和重构,再对谐波部分进行二次估计和重构,并根据二次估计到的参数对相干采样条件下的基波信号和谐波信号进行重构,将被测ADC输出信号中非相干信号替换成相干信号,即可对非相干采样信号恢复得到相干采样信号。采用本发明可在被测ADC采样信号存在非相干采样和谐波失真的情况下也可以对ADC进行精确的频谱测试。

主权项:1.一种ADC频谱测试中存在非相干采样和谐波失真的信号恢复方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在非相干采样条件下进行ADC频谱测试时,记被测ADC的输入信号xt为: 其中,A表示基波幅度,fSig表示输入信号的基波频率,φ表示基波初始相位,Ah表示第h阶谐波分量的幅度,φh表示第h阶谐波分量的初始相位,h=2,3,…,H,H表示谐波阶数;a,b为系数,a=Acosφ,b=-Asinφ;对被测ADC的输出信号x[n]进行离散傅里叶变换,得到输出信号的频域表达式Xk,Xk的表达式为: 其中,n表示采样点序号,M表示采样点数,j表示虚数单位;利用输出信号的频域信息对被测ADC的采样周期的整数部分和小数部分进行估计,得到采样周期总数的估计值其中整数部分和小数部分的表达式分别为: S2:计算如下公式,求得系数a,b的估计值 其中, 其中,上标H表示求取共轭转置,Y1、Y2、Y3的表达式如下:Y1=[x[0],x[1],…,x[M-1]]T, E=αI其中,矩阵I为单位矩阵,α为预设的大于0的极小值常数,使得A+E为对称正定矩阵;S3:采用以下公式计算幅度估计值 采用以下公式计算初始相位估计值 其中,S4:利用幅度估计值初始相位估计值及采样周期进行非相干采样基波信号重构,得到重构后的非相干采样基波信号x_nc1[n]: S5:在被测ADC输出信号x[n]中去除非相干采样基波信号x_nc[n],得到剩余信号R1[n]:R1[n]=x[n]-x_nc1[n]S6:对剩余信号R1[n]进行离散傅里叶变换,得到剩余信号R1[n]的频域表达式Nk,Nk的表达式为: 令表示向下取整,则设置参数: 如果采用以下公式计算第h阶谐波分量的估计幅度以及估计初始相位 其中,phase{}表示求取角度,λ=πM-1M;如果采用以下公式计算第h阶谐波分量的估计幅度以及估计初始相位 S7:利用谐波部分的幅度估计值初始相位估计值及采样周期进行谐波信号重构,得到重构后的谐波信号x_Harm_nc1[n]: S8:在被测ADC输出信号x[n]中去除谐波信号x_Harm_nc1[n],得到剩余信号R2[n]:R2[n]=x[n]-x_Harm_nc1[n]S9:对剩余信号R2[n]进行离散傅里叶变换,得到剩余信号R2[n]的频域表达式Zk,Zk的表达式为: 根据Zk对被测ADC采样周期数的小数部分进行二次估计,二次估计采样周期数小数部分的表达式为: 然后采用以下公式计算基波部分的二次幅度估计值 采用以下公式计算基波部分的二次初始相位估计值 S10:利用基波部分的二次幅度估计值二次初始相位估计值及采样周期数的整数部分进行非相干采样基波信号重构,得到二次重构后的非相干采样基波信号x_Fund_2[n]: S11:在被测ADC输出信号x[n]中去除二次重构的非相干采样基波信号x_Fund_2[n],得到剩余信号R3[n]:R3[n]=x[n]-x_Fund_2[n]S12:对剩余信号R3[n]进行离散傅里叶变换,得到剩余信号R3[n]的频域表达式Sk,Sk的表达式为: 根据Sk对第h阶谐波分量所对应的被测ADC采样周期数的小数部分进行二次估计,其表达式为: 令采用以下公式计算第h阶谐波分量的二次幅度估计值和二次初始相位估计值 S13:利用谐波部分的二次幅度估计值二次初始相位估计值及采样周期数的整数部分二次估计得到的采样周期数小数部分进行谐波信号重构,得到重构后的谐波信号x_Harm_2[n]: S14:利用基波部分和谐波部分二次估计得到的参数进行相干采样条件下的基波信号和谐波信号重构,得到相干采样条件下的基波信号x_Fund_C[n]和谐波信号x_Harm_C[n]: S15:将被测ADC输出信号x[n]中非相干基波信号x_Fund_2[n]替换成相干基波信号x_Fund_C[n],将非相干采样下的谐波信号x_Harm_2[n]替换相干采样下的谐波信号x_Harm_C[n],即可对采样信号恢复得到相干采样信号x_new[n]:x_new[n]=x[n]-x_Fund_2[n]-x_Harm_2[n]+x_Fund_C[n]+x_Harm_C[n]。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 电子科技大学 ADC频谱测试中存在非相干采样和谐波失真的信号恢复方法

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