[发明专利]一种通道间采样时序不同步的校正方法及系统

说明书

本发明提供了一种通道间采样时序不同步的校正方法，包括：S1、设置指定频率的射频信号，输出M路并转换为中频信号；S2、通过AD采样单元采集并存储M路中频信号，重复S1‑S2，完成多个频率的中频信号的AD数据的采样存储；S3、计算采集存储的所有频率下的其他通道与参考通道AD数据的相位差，并绘制相位差随频率变化的相位差曲线，同时绘制真实相位差变化趋势曲线；S4、根据相位差曲线判断出采样不同步的通道并对不同步的通道进行相应的校正；S5、对校正后的通道进行验证。本发明的目的是对多通道间的跨信号周期的采样时序不同步的时延差进行快速校正，同时不会引入计算误差，校正系统所需硬件简单，大大提高了同步调试效率及扩大校正方法的通用性范围。

技术领域

本发明涉及宽带数字采样领域，特别涉及一种通道间采样时序不同步的校正方法及系统。

背景技术

现代数字波束形成体制中，阵列天线数量规模庞大，对应着阵列天线的采样通道的数量繁多，为此硬件上一般设计多个采集板来进行并行采样处理，但同时存在采集板间同步的问题，包括板间跨时钟域的同步和板内采样时序的同步，因此对于系统采样时序同步的调试变得困难。

现有条件下，频域和时域的时延计算的校正方式是较为常见的。频域的时延校正是通过相位差来计算时延的，相位差计算方法因为三角函数的周期性导致计算的相位差存在模糊性，使得校正的时延范围只能限定在一个信号周期内；时域的时延计算是通过信号表达式来计算相位差，并通过相位差来计算时延，因此会引入计算误差。

传统的处理方式是通过对某一单频点的通道间的相位差进行计算，根据相位差与频率的关系可计算出通道间的时延，并对相应的通道进行校正补偿，发表的文献主要包括：《电子世界》的《相位差方法校正多通道AD采集高精度时间误差》，通过反正弦变换原理来提取相位差进而计算同步时间误差，由于正弦函数的周期性，导致计算的相位差存在模糊性，因此反正弦的计算原理决定了其只能计算出单信号周期内的采样时延，对于大于一个信号周期的时延，其方法就会失效；《电网技术》的《适用于非同步采样的相位差准确测量方法》，基于相关分析法的相位差测量方法，同样存在正弦函数的周期性问题，而且是基于存在电压和电流互感器的前提下进行的，由于硬件要求高导致其使用范围存在很大的局限性；《电子科技大学》的《多通道同步数据采集系统设计与实现》，通过DFT算法计算通道间时延，同样存在相位差的模糊性问题，而且要求采样频率必须是信号频率的整数倍；《测试技术学报》的《正弦波拟合法评价数据采集系统的通道间延时》，采用示波器观测通道间波形的上升沿延时，肉眼观测，误差比较大；《信息与电脑(理论版)》的《同步时间差和小相位差计算引起的相位差分析》，通过时域的理论公式计算出相位差，引入计算误差，并且工程实践需要多级滤波器滤除多余计算项；《电路与系统学报》的《基于数字正交变换的相位差测量方法及误差分析》，要求采样频率为信号频率的整数倍，同样存在相位差模糊性问题而且引入了计算误差；《IEEE International Symposium on Circuits and Systems》的《PhaseMeasurement and Adjustment of Digital Signals Using Random SamplingTechnique》，通过随机采样的统计技术提高相对相位精度，但是需要设计复杂的硬件电路。

时域波形上的计算对采样率要求比较高，且存在计算带来的误差；频域的相位差计算存在相位差模糊性问题，导致对大于一个信号周期时延的通道进行校正时，并不能正确解出通道时延；使用示波器观察时域的波形延时，时延精度无法保证。这些方法都可以直接或间接的计算出通道间采样不同步的时延，但过程都比较复杂，对硬件设计要求比较高，校正方法通用性比较差并且存在很大的局限性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提供了一种通道间采样时序不同步的校正方法及系统，以克服现有技术的不足，简化硬件设计要求，设计通用性的校正算法并扩大其使用范围，通过离散化的校正方式来避免引入计算误差，并且通过计算机仿真算法快速计算出通道间采样不同步的时延，从根本上解决不同步时延造成相位差折叠的现象，调试效率远超FPGA在线仿真调试，大大提高了工作效率。