[发明专利]基于自适应TIADC的频谱分析模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种频谱分析模块，尤其是涉及一种基于自适应TIADC的频谱分析模块。

背景技术

随着电子信息技术的迅速发展，数字化系统应用越来越广泛，频谱分析仪是测量领域中最基础、最重要的仪器之一，也是电子信息频域分析的重要工具。目前市场上的频谱分析仪大体分为扫描调谐式和傅里叶频谱分析两大类。传统的扫描调谐式频谱分析仪通过前端电路的可调谐的接收机，经混波、放大，滤波与检波一系列处理。傅里叶变换的现代频谱分析仪，通过傅里叶运算将被测信号分解成分立的频率分量，得到信号分析频谱。传统的频谱分析仪实现方式大多采用DSP处理器对信号先进行串行采集、数据存储与处理，分析速度受到限制。积极研制性能优异、低成本和高速的频谱分析模块是数字化频谱分析的发展方向。

快速傅里叶(FFT)的性能用取样点数和取样率来表征，最高输人频率取决于取样率，分辨率取决于采样率和分析点数。FFT运算时间与取样，点数成对数关系，频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时，通常采用高速的FFT模块和时间交替采样(TIADC)技术，时间交替采样(TIADC)技术中由多路模数转换器(ACD)交替采样来提高信号采样率，TIADC的采样精度由模数转换器的精度决定。《国外电子测量技术》2012年31卷3期，第48页-50页刊载的名称为《基于时间交替采样的频谱分析模块设计》(作者为：郭金龙，黎恒，何明建)的文献中提出了基于TIADC的频谱分析模块，该基于TIADC的频谱分析模块包括信号调理电路、二通道ADC采样电路、数据抽取电路、异步FIFO电路和FFT模块。该基于TIADC的频谱分析模块的工作原理为：被测信号先通过调理电路进行放大和滤波等预处理；再送至二通道ADC采样电路进行采样；采样数据通过数据抽取电路完成采样数据的抽取；抽取后的采样数据通过异步FIFO进行缓存使其匹配后续FFT模块的速率，进而通过FFT模块完成信号的频谱分析。但是该基于TIADC的频谱分析模块存在以下问题：虽然二通道ADC交替采样能提高信号的采样率，而由于芯片工艺水平的差异，两片ADC之间的时间失配误差对数据采集的影响显著，致使频谱分析模块计算信号频谱误差较大，工作稳定性不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分析信号频谱误差较小，工作稳定性高的基于自适应TIADC的频谱分析模块。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于自适应TIADC的频谱分析模块，包括第一模数转换器、第二模数转换器、第三模数转换器、第四模数转换器、第一分数延迟滤波器、第二分数延迟滤波器、第三分数延迟滤波器、第一SRAM存储器、第二SRAM存储器、四选一选择器、第一异步FIFO模块、第二异步FIFO模块、第三异步FIFO模块、第四异步FIFO模块、第五异步FIFO模块、第一时延估计器、第二时延估计器、第三时延估计器、FFT模组、逻辑控制模块和数字下变频器；所述的FFT模组包括第一FFT模块、第二FFT模块、第三FFT模块和第四FFT模块；

所述的四选一选择器具有第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和使能端；所述的第一时延估计器、所述的第二时延估计器和所述的第三时延估计器分别具有第一输入端、第二输入端和输出端；所述的第一FFT模块、所述的第二FFT模块、所述的第三FFT模块和所述的第四FFT模块均具有输入端、输出端和控制端；