[發(fā)明專利]一種時間交替采集系統的實時信號重構方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910216429.3
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN101820286A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 潘卉青;田書林;葉芃;曾浩;王厚軍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03M1/50
• 分類號: H03M1/50
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所 11326
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發(fā)明涉及一種信號重構方法，具體來講，涉及一種時間交替采集系統的 實時信號重構方法。

背景技術

隨著電子信息技術的不斷發(fā)展，對實時采樣速率極強的依賴性已經成為現 代時域測量儀器的瓶頸問題。而模數轉換技術(ADC)的研究因受到材料、芯 片工藝等因素的制約，限制了其技術指標的快速提升。

在現有條件下，采用并行時間交替采樣結構仍是迅速提高系統實時采樣率 的唯一途徑。并行時間交替采集系統采用M片ADC以相同的采樣率對輸入模 擬信號進行并行逐次交替采樣，后端按一定規(guī)律重組各ADC的采樣值，使系統 整體采樣率達到單片ADC采樣率的M倍。

然而，并行時間交替采樣引入了新的問題：由于M個通道之間的采樣時鐘 延遲誤差的不一致性，造成實際采樣是非均勻的，相對于對被采樣信號進行不 需要的相位調制，嚴重降低系統的無雜散動態(tài)范圍和實際信噪比。

信號重構，就是利用有限個采樣所得到的數據值按照一定的法則進行運算， 以確定原始未知信號在所需的各個理想時間點上的值，實現對時基非均勻信號 的重構，從而保障時間交替采集系統的性能。

時基誤差相對于時間交替采集系統的采樣周期T_s是一個十分微小的時間量。 傳統的信號重構方法需要在時間交替采集系統里產生M個微小的時間量用于修 正采樣時鐘，不僅導致系統為校正時基誤差而增加的電路過于復雜，計算量大， 設計繁瑣，對系統性能有很大的影響。同時，由于實際應用中，時基誤差會隨 著環(huán)境溫度以及ADC器件的老化而發(fā)生變化，傳統方法需要重新設計以實現信 號重構，效率低，難以滿足高速采集系統的實時性要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種時間交替采集系統的實時 信號重構方法。

為實現上述目的，本發(fā)明時間交替采集系統的實時信號重構方法，包括以 下步驟：

(1)、時間交替采集系統對輸入信號x(t)進行采樣，設通道0為參考通道， 將通道0輸出的采集數據y[Mn]減去該通道輸出延遲M個采樣時鐘周期的采集數 據y[M(n-1)]，得到通道0相鄰時刻的采樣數據差e_0，0[n]：

e_0，0[n]＝y[Mn]-y[M(n-1)]

然后，將采樣數據差e_0，0[n]乘以1/M，得到理想采樣信號x(nT_s)的一階導函數 x′(nT_s)與采樣時鐘周期T_s的乘積T_sx′(nT_s)：

Tsx′(nTs)≈e0,0[n]M]]>

式中，M為時間交替采集系統的通道數，T_s為時間交替采集系統的采樣時 鐘周期，n為采樣點；

(2)、將通道m(xù)輸出的采集數據y[Mn+m]減去通道0輸出的采集數據y[Mn]， 得到通道間偏差信號e_m，0[n]：

e_m，0[n]＝y[Mn+m]-y[Mn]

式中，m＝1～(M-1)；

(3)、根據步驟(1)獲得的理想采樣信號x(nT_s)的一階導函數x′(nT_s)與采 樣時鐘周期T_s的乘積T_sx′(nT_s)以及步驟(2)獲得的通道間偏差信號e_m，0[n]，得到 以下誤差函數