申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2023-07-20

公开（公告）日：2023-12-01

公开（公告）号：CN117155385A

主分类号：H03M1/10

分类号：H03M1/10;H03M1/12

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.12.19#实质审查的生效;2023.12.01#公开

摘要：本发明公开了一种TIADC系统失配误差双级校正方法，将TIADC系统的失配误差校正分为了两级，第一级是指在固定频点下完成了校正初始化后，利用ADC的偏置、增益、延迟可控特性来校正ADC的偏置、增益、相位误差，保证系统的失配误差校正到上位机上设定的误差阈值范围内；第二级是在一级校正的基础上对多个采集通路的频响失配误差进行校正，具体过程为：首先向采集系统输入扫频信号，上位机根据各个频点下采集系统的响应获取各个ADC采集通路的频响，再基于理想频响进行误差提取滤波器设计，然后上位机计算出误差剔除滤波系数并下发至FPGA，FPGA将采集数据进行主从路径划分，分别进行FFT变换和误差剔除后进行IIFT变换，最后对两条路径进行选择输出得到最终的校正信号。

主权项：1.一种TIADC采集系统的失配误差双级校正方法，其特征在于，包括以下步骤：1、TIADC采集系统在固定频点下的失配误差一级校正；1.1、校正初始化；1.1.1、设TIADC采集系统的ADC个数为M，即有M条采集通道，编号为0至M-1，第m个ADC记为ADCm；1.1.2、为TIADC采集系统输入固定频率的输入信号，根据TIADC采集系统的幅度档设置输入信号幅度，确保TIADC采集系统的采集信号在示波器屏幕上显示六格以上的定标要求；1.1.3、设置TIADC采集系统的时基档位为实时采样档；设置TIADC采集系统的幅度档位在50mVdiv-200mVdiv区间内；1.1.3、在上位机中分别设定增益误差、相位误差和偏置误差的校正误差阈值；1.1.4、上位机一次性读取ADC0至ADCM-1对应的监视寄存器值，然后根据监视寄存器值判断是否发生时序违例，若所有ADC都没有发生时序违例，则直接进步步骤1.2；否则，标记出发生时序违例的ADC，然后调节发生时序违例的ADC对应的延迟调节寄存器的值，再将调节后的延迟调节寄存器的值通过总线分别下发给发生时序违例的ADC，最后利用采样时钟产生芯片或ADC的延迟调节功能调节ADC采样时钟的相位，再重复步骤1.1.4；1.2、上位机计算误差校正值；1.2.1、校正初始化完成后，TIADC采集系统采集到的具有失配误差的波形数据，然后传送到上位机；1.2.2、在上位机利用三参数估计算法分别对每条通道采集的波形数据的增益、相位和偏置误差进行估计，得到每条通道的增益、相位和偏置的误差估计值；1.2.3、上位机根据每条通道的增益、相位和偏置的误差估计值计算对应的误差校正值，然后将误差校正值转换为对应的校正控制字，从而得到每条通道的增益校正控制字、相位校正控制字和偏置校正控制字；1.2.4、上位机通过总线将每条通道的偏置校正控制字、增益校正控制字和相位校正控制字下发至每条通道中的ADC；1.3、失配误差校正；1.3.1、每个ADC根据接收到的偏置、增益、相位校正控制字，利用ADC自身的偏置、增益、延迟可控特性进行偏置、增益和相位的调节，从而完成每条通路中的误差校正；1.3.2、误差校正完成后，TIADC采集系统再次采集波形数据并上传至上位机，然后按照步骤1.2.2重新计算每条通道的增益、相位和偏置的误差估计值；1.3.3、将校正后的误差估计值与步骤1.1.3中设置的校正误差阈值进行比较，若校正后的误差估计值小于校正误差阈值，则结束失配误差一级校正，进入步骤2；否则，以校正后的误差估计值为基准，按照步骤1.2.3-1.2.4重新计算误差校正值，并重复循环步骤1.3，直至校正后误差估计值小于设置的校正误差阈值，再进入步骤2；2、TIADC采集的频响误差二级校正；2.1、为TIADC采集系统输入扫频信号，然后利用扫频法分别测量每条通道的频率响应，其中，记第m条通道的频率响应为Hmjω，ω为数字角频率；2.2、将扫频信号的起始频率调节为步骤1.1.2中的固定频率，然后将扫频信号的幅度调节为示波器屏幕显示的六格；2.3、以固定的步进开始对每条通道进行扫频，扫频频率达到设置的最大频点后停止扫频，共计扫描N个频点，然后将每条通道中每个频点扫描的波形数据上传至上位机；2.4、上位机对每条通道中每个频点的波形数据进行参数估计，得到每条通道中每个频点下的波形幅度值，其中，记第m条通道中第n个频点下的波形幅度值为Smωn；2.5、在每条通道中，将第一个频点的波形幅度标准值Smω0作为频响量化基准值，然后根据每个频点的波形幅度值Smωn计算出每个频点的频响Hmjωn； 其中，ωn表示第n个频点的数字角频率；然后上位机对各个频率点下的频响进行曲线拟合，从而拟合得到每条通道的频响Hmjω；2.6、计算每条通道的理想频响 2.7、计算每条通道的误差提取滤波器的频响Qmjω； 2.8、上位机根据每条通道中误差提取滤波器的频响，计算出误差提取滤波器的滤波校正系数Qmk，然后再计算得到FPGA端进行频域处理的滤波系数Fmk＝1-Qmk，最后将滤波系数Fmk下发至FPGA；2.9、构建主、从两条数据流：设第m条通道中进行了失配误差一级校正的采样序列为ymn，将采样序列ymn直接作为主采样序列，记为将采样序列ymn中的数据延迟512个点后作为从采样序列，记为2.10、以帧为单位依次对每帧数据进行频响误差校正；2.10.1、将主、从采样序列都分成多个帧，每一帧的长度为1024；2.10.2、记主采样序列中第一帧主数据流为从采样序列中第一帧从数据流为然后分别对主数据流和从数据流进行FFT变换，得到频谱和其中，k表示频谱上离散采样点序号；将和分别与系数Fmk相乘，再分别进行IFFT逆变换，得到第一帧数据在主从路径上校正后的数据序列2.10.3、待第一帧数据校正完成后，按照步骤2.10.2进行校正第二帧数据，并以此类推，直至完成所有帧的数据校正；2.10.4、在主从路径上所有帧校正后的数据序列利用二选一选择器进行选择输出，得到第m条通道中频响误差二级校正的校正序列至此，完成了TIADC采集系统失配误差的两级校正。

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