[发明专利]一种时间交替架构采集系统中频响失配误差的校正方法

说明书

本发明公开了一种时间交替架构采集系统中频响失配误差的校正方法，先指定校正模块内FFT的长度、FFT的帧数以及校正级数，并设置总采样点数以匹配FFT长度和帧数，每一级校正模块的结构均相同；之后利用点频法测量每一个通道的离散频响，并利用曲线拟合使离散频响点数与FFT点数相同；对于某一级校正过程，信号首先进行复制，并在计数器的控制下形成两组不同的有效数据通过两个FFT模块，每个FFT以帧为单位依次求取有效数据的频谱，之后该频谱与每个通道的离散频响依次相乘获得每一个通道每一帧的误差数据；各通道误差数据按照时间交替的顺序依次组合得到该组FFT的误差数据；两组FFT的误差数据被对应的上级校正结果和对应的原始采样结果之和减去，得到两组预校正数据；最后两组预校正数据在计数器的控制下按顺序组合成为最终校正输出。

技术领域

本发明属于时域测试技术领域，更为具体地讲，涉及一种时间交替架构采集系统中频响失配误差的校正方法。

背景技术

时间交替(TI)架构被广泛用于各种高速宽带采集系统中。利用M个采样率为f_s/M的ADC在一定时间间隔下交替采样，可以获得系统采样率为f_s的数据采集系统。将每个采样通道中量化器前端的所有模拟电路看作为一个整体，若该整体的频响对于每一个采样通道都是相同的，那么该系统就能够等效为一个频响为该整体频响，采样率为f_s的单ADC数据采集系统。

然而基于TI架构的实际采集系统中，各个量化器前端电路的参数不可能保证完全一致。功分器，电路板的布局布线，ADC内部参数的不一致等因素均会导致各个采样通道量化器进行量化的信号不完全相同，这种量化上的差异会在最终数据拼合时不可避免地产生误差，在频域中表现为生成额外的误差谱。从根本上说，这种量化上的差异是由各个采样通道间的频响失配导致的，为了能够使最终的拼合结果尽可能地接近理想单ADC数据采集系统的输出，必须要对频响失配误差进行校正。

传统的频响失配校正多关注于固定误差问题，即假设误差系数在整个频段内保持不变，例如专利CN106209103A利用频谱进行误差估计，并利用ADC内置校正单元进行误差校正，而专利CN107147392A使用自适应分数延时滤波器进行幅度和时间误差的校正，其共同的特征在于误差与频率非相关。

在近几年的研究中，随着采样率和带宽的进一步提升，频响失配已经不能认为是固定误差。在误差估计方法上，专利CN108923784A以及专利CN108809308A分别从幅度和时间上对整个带宽内的误差进行了估计，获得了很好的效果。在误差校正方法上，专利US7978104利用频域多项式逼近采样通道的频响，但这种方法仅适用于频响规则的情况。专利CN110557122A利用多个级联滤波器组进行频响非一致性误差的校正，但其在实现时一是由于资源消耗问题难以适用于4通道以上的时间交替采集系统；二是由于IIR滤波器的FPGA实现结构无法做到实时数据分析，会导致连续采样过程中采样数据的累积。

综上，目前尚未有一种简单通用的方法，能够在对时间交替架构数据采集系统频响失配误差进行校正的情况下，同时保证该校正系统消耗资源小，适用面广，实时性高，因此设计一种在任意通道，连续数据输入的情况下可以快速实现对频响失配误差校正的方法就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种时间交替架构采集系统中频响失配误差的校正方法，基于级联重叠FFT，以实现在任意通道数和连续数据输入的情况下，仍能够对频响失配误差进行高精度地校正。

为实现上述发明目的，本发明一种时间交替架构采集系统中频响失配误差的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、设置TI采集系统的相关参数；