[發明專利]一種數字帶寬交替系統模數本振同步方法

有效

• 申請號: 202010834613.0
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111865312B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 趙禹;楊擴軍;葉芃;孟婕;張沁川;燕浩宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種數字帶寬交替系統模數本振同步方法，主要包括三個步驟：1)、模擬本振信號與采樣鐘的同源處理；2)、模數本振信號隨機同步誤差的消除；3)、模數本振信號固定相位差的消除；當數字帶寬交替系統完成三個步驟后，能夠實現模數本振同步處理。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，更為具體地講，涉及一種數字帶寬交替系統模數本振同步方法。

背景技術

現代電子系統飛速發展，信號的頻率越來越高，帶寬越來越寬，對采集系統的指標提出了更高的要求。傳統的TIADC結構只能突破單片ADC的轉換速率限制，無法在提高采樣率的同時提升輸入帶寬。近年提出的數字帶寬交替技術可以突破性地同時提高采集系統的帶寬和采樣率，成為了新興的重要研究方向。

數字帶寬交替系統利用模擬濾波器將信號帶寬分解成若干頻率子帶，其中，高頻子帶借助模擬混頻技術將高頻帶信號下變頻至低頻帶(基帶)后送入ADC 采樣，并在數字后端采用數字上變頻技術將基帶信號還原至原始頻帶，在模擬下變頻以及數字上變頻的過程中，模擬本振與數字本振信號之間的相位偏差將會引入額外的誤差。特別是對于高速采集系統，往往是按照采集-信號處理的串行結構，因此在數字上變頻的過程中，數字本振初相選擇不當將引入子帶間的隨機相位誤差，使得數字帶寬交替系統無法完成輸入信號的完美重構。此外，由于系統上電時刻的隨機性，模擬本振信號和數字本振信號之間的相位關系都會發生改變，如果不加以控制，模數本振信號之間的相位差將會嚴重影響后端的子帶一致性補償。因此，如何實現數字帶寬交替采集系統中的模數本振信號同步成為了信號完美重構的前提，同時也是該系統的關鍵點和難點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種數字帶寬交替系統模數本振同步方法，解決數字帶寬交替采集系統中的模數本振信號頻率及相位偏差問題。

為實現上述發明目的，本發明一種數字帶寬交替系統模數本振同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、模擬本振與ADC采樣時鐘的同源處理

將數字帶寬交替系統的同一參考晶振輸出的時鐘同時輸入至ADC采樣時鐘的鎖相環和模擬本振發生模塊，作為兩者的參考時鐘，使模擬本振與ADC采樣時鐘同源，且同源后的模擬本振與ADC采樣時鐘之間相位固定；

(2)、模擬本振與數字本振之間隨機相位誤差消除

(2.1)、引入一個模為S的計數器，該計數器工作在ADC的數據同步時鐘 DCLK下，且與ADC采樣時鐘和模擬本振同源；其中，計數器的模值 S＝lcm(K,N)/N，lcm(·)為最小公倍數，N＝f_s/f_DCLK，K＝lcm(f_s,f_l)/f_l，f_s為數字帶寬交替系統的采樣率，f_l為模擬本振的頻率，f_DCLK為ADC數據同步時鐘的頻率；

(2.2)、在數字帶寬交替系統開機后將計數器的計數值復位至0；

(2.3)、計數器復位結束后，計數器開始循環計數，計數器的第n+1個計數值C(n+1)按照迭代公式C(n+1)＝mod{C(n)+N,K}進行，其中，mod{·}為求模運算；

(2.4)、當數字帶寬交替系統開始采集時，將數字帶寬交替系統中的存儲模塊的寫使能的上升沿鎖存，并根據此鎖存信號將當前時刻下的計數器的值C(n) 進行鎖存，記第p次采集鎖存的計數值為L(p)；

(2.5)、將鎖存的L(p)按照公式轉換成對應的數字本振初相值其中，上標c表示計數器counter，下標d表示數字本振digital localoscillator；將作為第p次采集的數字本振初相進行數字上變頻操作，從而消除模擬本振與數字本振之間的隨機相位誤差；

(3)、模擬本振與數字本振之間固定相位誤差消除