专利名称：一种信号并行交替采样系统的制作方法
技术领域：
本实用新型一种信号采样系统，尤其是涉及一种信号并行交替采样系统。
背景技术：
随着数字信号处理技术应用范围的不断扩大，所需要处理信号的频带宽度(简称带宽)范围也越来越大。从信号带宽方面考虑，信号可以分为窄带信号、宽带信号和超宽带信号三类。窄带信号在大多数情况下用单个ADC转换芯片进行采样便可达到高精度的目的；在满足采样定理的前提下，宽带信号一般也可用单个高速率ADC转换芯片进行采样，但一般精度较低，不能进行高精度采样，无法满足大动态范围的使用要求，且电路的硬件成本较高；而对于超宽带信号，在满足采样定理的前提下，现有条件一般很难用单个ADC转换芯片进行采样。 因而，对于宽带信号和超宽带信号(信号带宽在几十兆至几百兆甚至上千兆)来说，用单个ADC转换芯片在满足采样定理和不满足采样定理的前提下，要实现信号的高精度采样和重构都是难于达到目的的。若利用数字信号处理的理论和方法，用多个低速率、高精度的ADC转换芯片构成一个多通道采样系统，在一定条件下，可以实现信号的高精度采样和信号的实时重构。依据信号处理的基本理论，对于M个通道的采样系统来说，系统要求每个ADC转换芯片的最低无失真采样频率是采用单个ADC转换芯片进行采样的1/M，随着对ADC采样速率要求的大幅度降低，使信号带宽与采样速率之间的矛盾得到了很大的改善。实际使用过程中，上述多通道采样系统一方面在保持ADC采样速率不变时，可以将系统允许输入的最大信号带宽提高为单个ADC转换芯片采样时的M倍；另一方面，在保持系统允许输入的最大信号带宽不变时，可以采用低速率、高精度的ADC转换芯片对输入信号进行采样,达到以M个低速率、高精度采样序列重构出信号的高速高精度采样序列的目的，解决采样速率与采样精度之间的矛盾。并行交替采样技术，即前端利用多片ADC转换芯片并行逐次采样，后端串行多路复用，可以有效解决采样速率与信号带宽以及采样速率与采样精度之间的矛盾。但是，由于其依赖于各通道间的精确配合，相对于单通道采样，存在更多的系统误差。再加之，目前并行交替采样技术还不够成熟和完善，因而实际使用时，存在电路复杂、采样误差较大、采样精度难以保证等多种缺陷和不足。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种信号并行交替采样系统，其电路设计合理、使用操作简便且使用效果好、采样精度高，能解决现有多通道采样系统存在的电路复杂、采样误差较大、采样精度难以保证等缺陷和不足。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种信号并行交替采样系统，其特征在于包括多个A/D转换芯片、多个分别对多个所述A/D转换芯片的采样时间进行控制的延时控制模块、多个分别对多个所述A/D转换芯片所采样信号进行傅里叶变换处理的数据处理単元、分别与多个所述数据处理単元相接且将多个所述数据处理単元处理后的信号以数据阵列形式输出的多路复用器、对多路复用器所输出信号进行分析并形成自适应波束且将所形成自适应波束中存在的所有混叠的频谱分量取出的自适应波束形成器和按频率大小 对所取出的所有混叠的频谱分量进行排列以获得重构后采样信号的数据处理器，多个所述延时控制模块分别与多个所述A/D转换芯片相接，多个所述A/D转换芯片分别与多个所述数据处理単元相接，所述多路复用器与自适应波束形成器相接，且自适应波束形成器与数据处理器相接；多个所述延时控制模块均由数据处理器进行控制且多个所述延时控制模块均与数据处理器相接。上述ー种信号并行交替采样系统，其特征是还包括与数据处理器相接的显示单元和參数输入单元。上述ー种信号并行交替采样系统，其特征是所述数据处理器为ARM微处理器。上述ー种信号并行交替采样系统，其特征是所述A/D转换芯片为芯片AD7723。上述ー种信号并行交替采样系统，其特征是所述A/D转换芯片为芯片AD9240。上述ー种信号并行交替采样系统，其特征是还包括与数据处理器相接的计时电路。上述ー种信号并行交替采样系统，其特征是还包括与自适应波束形成器相接的数据存储器。本实用新型与现有技术相比具有以下优点I、电路设计合理、接线方便且投入成本低。2、使用操作简便且使用效果好，实际使用吋，首先通过多个A/D转换芯片对需采集的宽带信号进行逐次采样，并通过多个延时控制模块分别对多个A/D转换芯片的采样时间进行控制；之后，通过多个数据处理単元对多个A/D转换芯片所采样信号分别进行傅里叶变换以将所采样信号由时域变换至频域，再通过多路复用器将多个数据处理単元处理后的信号以数据阵列形式输出；随后，通过自适应波束形成器多路复用器所输出的阵列信号进行分析并形成自适应波束，且通过自适应波束形成器取出所形成自适应波束中存在的所有混叠的频谱分量；最后，通过数据处理器对所取出的所有混叠的频谱分量进行重新排列后便获得重构后的采样信号。实际使用时，本实用新型无需采样间隔均匀，且系统误差较小，采样精度能够得到有效保证，尤其适用于宽度信号和超宽带信号的采样过程。综上所述，本实用新型电路设计合理、使用操作简便且使用效果好、采样精度高，能有效解决现有多通道采样系统存在的电路复杂、采样误差较大、采样精度难以保证等多种缺陷和不足。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进ー步的详细描述。
图I为本实用新型的电路原理框图。附图标记说明1-A/D转换芯片；2_延时控制模块； 3-数据处理単元；4-多路复用器；5-自适应波束形成器；6_数据处理器；7-显示单元；8-參数输入单元； 9-计时电路；[0023]10-数据存储器。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型包括多个A/D转换芯片I、多个分别对多个所述A/D转换芯片I的采样时间进行控制的延时控制模块2、多个分别对多个所述A/D转换芯片I所采样信号进行傅里叶变换处理的数据处理単元3、分别与多个所述数据处理単元3相接且将多个所述数据处理単元3处理后的信号以数据阵列形式输出的多路复用器4、对多路复用器4所输出信号进行分析并形成自适应波束且将所形成自适应波束中存在的所有混叠的频谱分量取出的自适应波束形成器5和按频率大小对所取出的所有混叠的频谱分量进行排列以获得重构后采样信号的数据处理器6，多个所述延时控制模块2分别与多个所述A/D转换芯片I相接，多个所述A/D转换芯片I分别与多个所述数据处理単元3相接，所述多路复用器4与自适应波束形成器5相接，且自适应波束形成器5与数据处理器6相接。多个所述延时控制模块2均由数据处理器6进行控制且多个所述延时控制模块2均与数据处理器6相接。
·[0025]本实施例中，本实用新型还包括与数据处理器6相接的显示单元7和參数输入单元8。本实施例中，所述数据处理器6为ARM微处理器。实际使用时，还可以采用其它类型的可编程处理器，同时所述数据处理器6也可以直接采用PC机。本实施例中，所述A/D转换芯片I为芯片AD7723。实际使用时，所述A/D转换芯片I也可以采用芯片AD9240或者其它型号的A/D转换芯片。同时，本实用新型还包括与数据处理器6相接的计时电路9。本实施例中，本实用新型还包括与自适应波束形成器5相接的数据存储器10。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种信号并行交替采样系统，其特征在于包括多个A/D转换芯片(I)、多个分别对多个所述A/D转换芯片(I)的采样时间进行控制的延时控制模块(2)、多个分别对多个所述A/D转换芯片(I)所采样信号进行傅里叶变换处理的数据处理单元(3)、分别与多个所述数据处理单元(3)相接且将多个所述数据处理单元(3)处理后的信号以数据阵列形式输出的多路复用器(4)、对多路复用器(4)所输出信号进行分析并形成自适应波束且将所形成自适应波束中存在的所有混叠的频谱分量取出的自适应波束形成器(5)和按频率大小对所取出的所有混叠的频谱分量进行排列以获得重构后采样信号的数据处理器￠)，多个所述延时控制模块(2)分别与多个所述A/D转换芯片(I)相接，多个所述A/D转换芯片(I)分别与多个所述数据处理单元(3)相接，所述多路复用器(4)与自适应波束形成器(5)相接，且自适应波束形成器(5)与数据处理器(6)相接；多个所述延时控制模块(2)均由数据处理器(6)进行控制且多个所述延时控制模块(2)均与数据处理器(6)相接。
2.按照权利要求I所述的一种信号并行交替采样系统，其特征在于还包括与数据处理器(6)相接的显示单元(7)和参数输入单元(8)。
3.按照权利要求I或2所述的一种信号并行交替采样系统，其特征在于所述数据处理器(6)为ARM微处理器。
4.按照权利要求I或2所述的一种信号并行交替采样系统，其特征在于所述A/D转换芯片(I)为芯片AD7723。
5.按照权利要求I或2所述的一种信号并行交替采样系统，其特征在于所述A/D转换芯片(I)为芯片AD9240。
6.按照权利要求I或2所述的一种信号并行交替采样系统，其特征在于还包括与数据处理器(6)相接的计时电路(9)。
7.按照权利要求I或2所述的一种信号并行交替采样系统，其特征在于还包括与自适应波束形成器(5)相接的数据存储器(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种信号并行交替采样系统，包括多个A/D转换芯片、多个分别对多个A/D转换芯片的采样时间进行控制的延时控制模块、多个分别对多个A/D转换芯片所采样信号进行傅里叶变换处理的数据处理单元、将多个数据处理单元处理后的信号以数据阵列形式输出的多路复用器、对多路复用器所输出信号进行分析并形成自适应波束且将所形成自适应波束中存在的所有混叠的频谱分量取出的自适应波束形成器和按频率大小对所取出的所有混叠的频谱分量进行排列获得重构后采样信号的数据处理器。本实用新型电路设计合理、使用操作简便且使用效果好、采样精度高，能解决现有多通道采样系统存在的电路复杂、采样误差较大、采样精度难以保证等问题。
文档编号H04L25/03GK202424765SQ20122002581
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者马仑 申请人:长安大学