专利名称：用于接收机性能测试的频谱分析算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种频谱分析算法，尤其涉及一种用于接收机性能测试的频谱分析算法， 属于信号处理算法。
背景技术：
ADC动态性能测试和IQ正交特性测试是接收机性能测试的关键指标。目前对AD转换器动态特性测试主要有两种已成体系的标准IEEE-1241和DYNAD。DYNAD基于标准ADC输出信号的频域的对称性，仅研究0到
/5/2 (久为采样频率)范围频域，没有考虑实际I、Q通道的不平衡造成复数信号的频谱总会存在一定的镜像。IEEE-1241虽然考察从-义/2到/5/2的整个频域的性能，但和DYNAD — 样都没有对信噪比(SNR)加以研究。这两种标准都没有对具体的频谱分析方法、窗函数选择方法和不同能量谱线数量提取方法加以讨论。至于IQ正交特性测试方法国内虽有众多研究，并没有形成有效标准。另外，对于这些测试方案已有的讨论都没有涉及分析工具和测试精度。
发明内容
所要解决的技术问题
针对以上不足本发明提供了一种对采集到的数据进行频谱分析，确定窗函数的选择方法，从而确定直流、信号、镜像、谐波、噪声及杂散等分量的提取方法和频谱旁瓣数量的估算方法；在整个频域完成ADC动态性能测试和IQ正交特性测试，ADC动态性能测试包含信噪
比(週忍)在内五项指标的用于接收机性能测试的频谱分析算法。技术方案
一种用于接收机性能测试的频谱分析算法，包括以下步骤
步骤1:对采集来的数据调用该算法的不同函数计算相应指标
IrrDb ()指镜像抑制比；
SfdrDb ()指无杂散动态范围；
SnrDb ()指信噪比；
SinadDb ()指信号与噪声加失真比；
ThdDb ()指总谐波失真；
Enob ()指有效位；
以上为ADC动态性能指标；
AmpErr ()指幅度一致性误差；
PhaseErr ()指相位正交性误差；
以上为I路和Q路信号的正交特性指标；步骤2 求解上述指标
(1)ADC动态性能指标的具体求解方法为
a,根据信号幅度即ADC位数决定窗函数类型，具体为4位ADC 选海明窗，6位ADC选布莱克曼窗，8 22位ADC选布莱克曼海瑞一 7窗，其他位数ADC选汉宁窗； b，对加窗后的I、Q两路数据进行复数FFT，得到复数数组的频谱；
c,在整个频域内找出各分量的谱线集合，谱线数目均由所用的窗函数决定，具体为布莱克曼窗选分量谱线左右各3根谱线，布莱克曼海瑞一 7窗选分量谱线左右各7根谱线，其他窗选分量谱线左右各2根谱线；
d,根据定义求出各个指标
镜像抑制比扱As = Wlog10(镜像/信号)；
无杂散动态范围STOi^ = Wkg10(信号/最大杂散)； 信噪比^fflffi4a = IOlogw[(信号+镜像)/噪声];
信号与噪声加失真比SINAD战=10 bg1Q[(信号+镜像)/(谐波+镜像谐波+噪声)]； 总谐波失真顶￡)忍=101 og10[CiiiS +镜像谐波)/(信号+镜像)]； 有效位 ENOB = (SINADm — 1.76) / 6.02 ；
(2)I路和Q路信号的正交特性指标的求解方法为
a,对I、Q两路数据直接进行实数FFT，得到两路数据的幅度谱；
b,依次求出两路幅度谱的最大值，即分别为I路、Q路信号频域最大模值，根据幅度一致性误差定义4 = β路最大模值H路最大模值，求得I路和Q路信号的幅度一致性误差；
c，根据相位正交性误差定义终=cos-^C^2 +1)(1-镜像抑制比2) /[ 24(1 +镜像抑制比2)]}
，求得I路和Q路信号的相位正交性误差；
步骤3 通过在算法程序中设定有效位数，可以控制算法精度；
当待采集信号特性为16位AD、IQ两路标准正弦信号幅度一致即^ = O dB且相位正
交即《=0°时，调用该算法的结果是幅度一致性误差？ -0.007585dB、相位正交性误差
&s -0. 000022°、信噪比沒172. 342920dB、无杂散动态范围忍①及战96. 498415dB、信
号与噪声加失真比忍见奶越95. 555793dB、总谐波失真TZiDiis -95. 523528dB、有效位
15.580696。 有益效果
本发明的数据采集量N > 2K时，幅度一致性0 )准确度0. 008 dB、相位正交性(& )准确度0.0001°、信噪比(52 忍)准确度0.18 dB、无杂散动态范围(SjDAi^)准确度 0. 000001 dB、信号与噪声加失真比(SfflMi)tis )准确度0. 00001 dB、总谐波失真(Tffl)iis )准确度 0. 00001 dB、有效位)准确度 0. 000001 dB。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细地说明。用于接收机性能测试的频谱分析算法包括以下步骤 步骤1:对采集来的数据调用该算法的不同函数计算相应指标 IrrDb ()指镜像抑制比；
SfdrDb ()指无杂散动态范围；
SnrDb ()指信噪比；
SinadDb ()指信号与噪声加失真比；
ThdDb ()指总谐波失真；
Enob ()指有效位；
以上为ADC动态性能指标；
AmpErr ()指幅度一致性误差；
PhaseErr ()指相位正交性误差；
以上为I路和Q路信号的正交特性指标；
步骤2 求解上述指标
(1)、ADC动态性能指标的具体求解方法为
a,根据信号幅度(即ADC位数)决定窗函数类型，具体为4位ADC选海明窗，6位ADC 选布莱克曼窗，8 22位ADC选布莱克曼海瑞一 7窗，其他位数ADC选汉宁窗； b，对加窗后的I、Q两路数据进行复数FFT，得到复数数组的频谱；
c,在整个频域内找出各分量的谱线集合，谱线数目均由所用的窗函数决定，具体为布莱克曼窗选分量谱线左右各3根谱线，布莱克曼海瑞一 7窗选分量谱线左右各7根谱线，其他窗选分量谱线左右各2根谱线；
d,根据定义求出各个指标
镜像抑制比议及伤=Wk曲。(镜像/信号)；
无杂散动态范围= IOlog10(信号/最大杂散)； 信噪比SNRm = 10bg1Q[(信号+镜像)/噪声]；
信号与噪声加失真比SMADiE = lCibgw[(信号+镜像)/(偕波+镜像谐波+噪声)]. 总谐波失真IWi^ = 101。gw[(谐波+镜像谐波)/(信号+镜像)]； 有效位 ENOB = (SlMADm -1.76) /6.02。(2)、I路和Q路信号的正交特性指标的求解方法为
a,对I、Q两路数据直接进行实数FFT，得到两路数据的幅度谱；
b,依次求出两路幅度谱的最大值，即分别为I路、Q路信号频域最大模值，根据幅度一致性误差定义4· = 0路最大模值H路最大模值，求得I路和Q路信号的幅度一致性误差；
c，根据相位正交性误差定义= COS-1HA^ +1)(1 -镜像抑制比2) /[ 24 (1+镜像抑制比2)]}
，求得I路和Q路信号的相位正交性误差；
步骤3 通过在算法程序中设定有效位数，可以控制算法精度。
当待采集信号特性为16位AD、IQ两路标准正弦信号幅度一致(^？ = 0 dB)且相位正交(4 = 0° )时，调用该算法的结果是幅度一致性误差P -0.007585dB、相位正交性误差 ^ -0. 000022°、信噪比忍识忍172. 342920dB、无杂散动态范围5 ①^is 96. 498415dB、信 号与噪声加失真比忍忍95. 555793dB、总谐波失真TZZDiis -95. 523528dB、有效位&V05 15.580696。
权利要求
1. 一种用于接收机性能测试的频谱分析算法，其特征在于包括以下步骤步骤1:对采集来的数据调用该算法的不同函数计算相应指标IrrDb ()指镜像抑制比；SfdrDb ()指无杂散动态范围；SnrDb ()指信噪比；SinadDb ()指信号与噪声加失真比；ThdDb ()指总谐波失真；Enob ()指有效位；以上为ADC动态性能指标；AmpErr ()指幅度一致性误差；PhaseErr ()指相位正交性误差；以上为I路和Q路信号的正交特性指标；步骤2 求解上述指标(1)ADC动态性能指标的具体求解方法为a,根据信号幅度即ADC位数决定窗函数类型，具体为4位ADC选海明窗，6位ADC选布莱克曼窗，8 22位ADC选布莱克曼海瑞一 7窗，其他位数ADC选汉宁窗； b，对加窗后的I、Q两路数据进行复数FFT，得到复数数组的频谱；c,在整个频域内找出各分量的谱线集合，谱线数目均由所用的窗函数决定，具体为布莱克曼窗选分量谱线左右各3根谱线，布莱克曼海瑞一 7窗选分量谱线左右各7根谱线，其他窗选分量谱线左右各2根谱线；d,根据定义求出各个指标镜像抑制比/Mlis = IOlogw (镜像/信号)；无杂散动态范围SKOiU = Wlog1D(信号/最大杂散)； 信噪比SNRm = 1 Olog10[(信号+镜像)/噪声]；信号与噪声加失真比SINAD战=IObgw[(信号+镜像)/(潜波+镜像谐波+噪声)]. 总谐波失真Zffl^ = 101og10[(itit +镜像谐被)/(信号+镜像)]; 有效位ENOB = (SIMADm-1.76)/6.02 ；(2)I路和Q路信号的正交特性指标的求解方法为a,对I、Q两路数据直接进行实数FFT，得到两路数据的幅度谱；b,依次求出两路幅度谱的最大值，即分别为I路、Q路信号频域最大模值，根据幅度一致性误差定义為=β路最大模值H路最大模值，求得I路和Q路信号的幅度一致性误差；。，根据相位正交性误差定义终=cos^i (^2 +1X1-镜像抑制比2)/[2為(1+镜像抑制比2)]}，求得I路和Q路信号的相位正交性误差；步骤3 通过在算法程序中设定有效位数，可以控制算法精度；当待采集信号特性为16位AD、IQ两路标准正弦信号幅度一致即。=O dB且相位正交即一 =0°时，调用该算法的结果是幅度一致性误差^ -0.007585dB、相位正交性误差^ -0.000022°、信噪比
全文摘要
一种用于接收机性能测试的频谱分析算法包括以下步骤步骤1:对采集来的数据调用该算法的不同函数计算相应指标IrrDb()指镜像抑制比；SfdrDb()指无杂散动态范围；SnrDb()指信噪比；SinadDb()指信号与噪声加失真比；ThdDb()指总谐波失真；Enob()指有效位；以上为ADC动态性能指标；AmpErr()指幅度一致性误差；PhaseErr()指相位正交性误差；以上为I路和Q路信号的正交特性指标；步骤2求解上述指标(1)ADC动态性能指标的具体求解方法为(2)I路和Q路信号的正交特性指标的求解方法为步骤3通过在算法程序中设定有效位数，可以控制算法精度。
文档编号H04B17/00GK102170318SQ20111000410
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者张玉凤 申请人:南京国睿安泰信科技股份有限公司