[发明专利]基于自适应滤波和泰勒级数的TIADC失配误差校准方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应滤波和泰勒级数的TIADC失配误差校准方法，包括通道信号采集、估计通道1的采样数据的偏置误差、校正通道1的偏置误差、分数延迟滤波、用自适应滤波器估计通道1的增益误差和时间相位误差、校正通道1的增益误差和时间相位误差步骤。本发明具有需要采样点数少，计算量较少等特点，适用于手持示波器等便携采集设备。

技术领域

本发明涉及一种TIADC失配误差校准方法，尤其涉及一种基于自适应滤波和泰勒级数的TIADC失配误差校准方法，属于仪器仪表领域。

背景技术

并行采样系统(TIADC)会由于器件的非理想特性，而产生偏置误差、增益误差、时间相位误差。双通道TIADC模型如下图1所示，采样率为f_s，采样周期为T_s。参数g₀,o₀,Δt₀分别为通道0的增益误差、偏置误差和时间相位误差，参数g₁,o₁,Δt₁分别为通道1的增益误差、偏置误差、和时间相位误差。实际工作中以通道0作为参考通道，需要对通道1的增益误差、偏置误差和时间相位误差g₁,o₁,Δt₁进行估计并校正，最终使得g₁＝g₀,o₁＝o₀,及Δt₁＝Δt₀，从而完成对整个系统的失配误差校正。

如图1所示，标准信号源同时输入通道0和通道1,以通道0作为参考，经过ADC离散化后两个通道的数据表示如下：

其中X₀(k)表示为通道0的采样数据，X₁(k)表示为通道1的采样数据。通道1的数据和通道0的数据之间的关系可以表述为

X₁(k)＝(1+g₁)X₀(k+0.5-Δt₁/2)+o₁ (2)

对TIADC中三个主要误差的校正技术集中在两个大的方向，即失配误差的非盲估计及校正算法和盲估计及校正算法。失配误差的非盲估计校正算法需要定期对采集系统注入激励信号以获取系统的误差参数，非盲估计及校正算法会影响采集系统工作的实时性。盲估计及校正算法不需要定期对采集系统注入激励信号，在采集系统对被测信号测量的同时完成对系统误差参数的估计及校正。现有的盲估计及校正算法在三个主要误差的估计过程中大多采取闭环回路的方式进行参数估计。虽然盲估计及校正算法不需要定期对采集系统注入激励信号，但是现有的盲估计校正算法需要的采样点数非常大。一次估计校正过程需要的采样点数大多超过10000个并且计算量复杂，这对采集系统的计算和存储都产生了较高的要求，不适合在手持示波器这类便携仪器中使用。事实上对于一个硬件设计良好的TIADC系统，系统的三个失配误差不会在短的时间内剧烈变化，非盲估计校正算法经过一次校正后计算获得的系统参数在一定时间之内依然可以为整个TIADC系统带来信噪比的提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于自适应滤波和泰勒级数的TIADC失配误差校准方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于自适应滤波和泰勒级数的TIADC失配误差校准方法，包括以下步骤：

步骤1：通道信号采集：将标准信号源X(t)＝sin(w_int)同时输入通道0和通道1；标准信号源的角频率w_in满足：