[發(fā)明專利]ADC參數(shù)測(cè)試中超量程輸入與非相干采樣下的信號(hào)恢復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110362036.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113114245B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬敏;曾鈺琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M1/10
• 分類號(hào): H03M1/10
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種ADC參數(shù)測(cè)試中超量程輸入與非相干采樣下的信號(hào)恢復(fù)方法，其特征在于包括以下步驟：

S1：令被測(cè)ADC的輸入信號(hào)為純凈正弦波，其表達(dá)式x(t)為：

其中，t表示時(shí)間，Dc為直流分量，A,f_sig,分別表示基波的幅度、頻率和初始相位，w(t)為在時(shí)間t處的噪聲；

對(duì)被測(cè)ADC的輸出信號(hào)x[n]進(jìn)行離散傅里葉變換，得到輸出信號(hào)的頻域表達(dá)式X_k，X_k的表達(dá)式為：

其中，k＝0,1,…,M-1，n＝0,1,…,M-1，j表示虛數(shù)單位；

S2：利用輸出信號(hào)的頻域信息對(duì)被測(cè)ADC的采樣周期的整數(shù)部分和小數(shù)部分進(jìn)行估計(jì)，得到測(cè)量周期總數(shù)的估計(jì)值其中整數(shù)部分和小數(shù)部分的表達(dá)式分別為：

其中，arg max表示求取令函數(shù)達(dá)到最大值的變量取值，imag表示求取復(fù)數(shù)虛部，e表示自然常數(shù)；

S3：用三參數(shù)正弦擬合法來(lái)對(duì)輸出信號(hào)幅度、初始相位和直流分量進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，具體方法為：

記輸入信號(hào)所對(duì)應(yīng)的理想輸出信號(hào)如下：

其中

理想輸出信號(hào)即為沒(méi)有諧波分量、噪聲和削頂效應(yīng)的輸出信號(hào)；

令：

其中，分別表示參數(shù)B、C、Dc的估計(jì)值；

則根據(jù)三參數(shù)正弦擬合可得

p＝(ψ^Tψ)^-1ψ^Ty₁

其中，y₁是由y₁[n]構(gòu)成的一維列向量，上標(biāo)-1表示求逆，上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置；

計(jì)算上述公式得到參數(shù)B,C的估計(jì)值以及直流分量的估計(jì)值進(jìn)而得到幅度的估計(jì)值和相位的估計(jì)值

S4：采用步驟S2得到的測(cè)量周期數(shù)以及步驟S3得到的幅度估計(jì)值相位估計(jì)值和直流分量對(duì)削頂輸出信號(hào)進(jìn)行第一次重構(gòu)，得到重構(gòu)輸出信號(hào)y_nco[n]：

對(duì)重構(gòu)輸出信號(hào)y_nco[n]進(jìn)行削頂處理，得到重構(gòu)的削頂輸出信號(hào)y₂[n]：

其中，[V_ref-,V_ref+]表示被測(cè)ADC的滿量程范圍；

S5：在被測(cè)ADC輸出信號(hào)x[n]中減去第一次重構(gòu)的削頂輸出信號(hào)y₂[n]，得到剩余信號(hào)r[n]：

r[n]＝x[n]-y₂[n]

對(duì)剩余信號(hào)r[n]進(jìn)行傅里葉變換，記傅里葉變換結(jié)果中各個(gè)傅里葉系數(shù)為R_k，得到滿足公式的傅里葉系數(shù)序號(hào)k′，然后采用如下公式得到幅度誤差的估計(jì)值

其中，

S6：對(duì)削頂輸出信號(hào)進(jìn)行第二次重構(gòu)，得到重構(gòu)輸出信號(hào)y_nco2[n]：

對(duì)重構(gòu)輸出信號(hào)y_nco2[n]進(jìn)行削頂處理，得到重構(gòu)的削頂輸出信號(hào)y_nid[n]：

S7：對(duì)理想的未削頂相干采樣輸出信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，得到未削頂相干采樣輸出信號(hào)y_id[n]：

S8：將被測(cè)ADC輸出信號(hào)x[n]中削頂非相干采樣部分替換為未削頂相干采樣部分，恢復(fù)得到采樣信號(hào)y_new[n]：

y_new[n]＝x[n]-y_nid[n]+y_id[n]。