一种基于数字移相合成的ADC谐波电平降低系统及方法与流程

本发明涉及谐波消除，特别是涉及一种基于数字移相合成的adc谐波电平降低系统及方法。

背景技术：

对于高动态宽带数字接收机来说，提高adc的动态范围非常重要，受限于目前adc设计与制造工艺，高速adc的动态范围无法满足实际需要。影响adc动态范围的诸多因素中，高速adc自身产生的偶次谐波和奇次谐波是主要的虚假信号。

因此，如何降低adc产生的偶次谐波和奇次谐波，对于大瞬时带宽、高动态数字接收机设计技术的具有重大意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于数字移相合成的adc谐波电平降低系统及方法，将待处理的模拟信号分为八路，并对每一路信号进行移相，输出移相值不同的八路模拟信号，经adc模块转换后再对各路信号进行数字移相和合成，有效降低了adc的谐波电平。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于数字移相合成的adc谐波电平降低系统，包括功分移相网络、adc模块和数字移相合成网络；所述功分移相网络的输入端接收待处理的模拟信号，功分移相网络的输出端与adc模块连接，adc模块的输出端与数字移相合成网络连接；

所述功分移相网络，用于对模拟信号进行处理，形成多路移相值不同模拟信号；

所述adc模块，用于对来自功分移相网络每一路模拟信号进行模数转换，得到多路数字信号；

所述数字移相合成网络包括数字移相单元和合成单元；所述数字移相单元，用于对adc模块输出的多路信号分别进行数字移相；所述合成单元，用于将数字移相得到的各路信号相加，降低数字信号的谐波电平。

优选地，所述adc模块包括多路ad转换单元；所述功分移相网络的每一路输出信号对应于adc模块中不同的ad转换单元；所述功分移相网络输出的模拟信号路数为八路，移相值分别为：270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°；所述adc模块将功分移相网络输出的各路模拟信号进行模数转换后，得到八路数字信号，移相值也分别为270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°。

一种基于数字移相合成的adc谐波电平降低系统的谐波电平降低方法，包括以下步骤：

s1.功分移相网络将待处理的模拟信号分为八路，并对每一路信号进行移相，输出移相值不同的八路模拟信号；

s2.adc模块分别对来自功分移相网络每一路模拟信号进行模数转换，输出移相值不同的八路数字信号；

s3.数字移相合成网络中，数字移相单元对adc模块输出的各路信号分别进行数字移相；

s4.数字移相合成网络中，合成单元将数字移相得到的各路信号相加，对偶次谐波、4n+3次谐波和8n+5次谐波进行消除，得到所需的数字信号进行输出。

其中，步骤s1中，功分移相网络输出的八路模拟信号移相值分别为：270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°；相应的，步骤s2中，adc模块输出的八路数字信号移相值也分别为270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°。

其中，所述步骤s3包括以下子步骤：

s301.数字移相单元对移相值270°的数字信号进行-90°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s302.数字移相单元对移相值90°的数字信号进行-270°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s303.数字移相单元对移相值180°的数字信号进行-0°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s304.数字移相单元对移相值0°的数字信号进行-180°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s305.数字移相单元对移相值315°的数字信号进行-135°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s306.数字移相单元对移相值135°的数字信号进行-315°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s307.数字移相单元对移相值225°的数字信号进行-45°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s308.数字移相单元对移相值45°的数字信号进行-225°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元。

本发明的有益效果是：本发明将待处理的模拟信号分为八路，并对每一路信号进行移相，输出移相值不同的八路模拟信号，经adc模块转换后再对各路信号进行数字移相和合成，有效降低了adc的谐波电平。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为实施例中系统的原理示意图；

图3为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于数字移相合成的adc谐波电平降低系统，包括功分移相网络、adc模块和数字移相合成网络；所述功分移相网络的输入端接收待处理的模拟信号，功分移相网络的输出端与adc模块连接，adc模块的输出端与数字移相合成网络连接；

所述功分移相网络，用于对模拟信号进行处理，形成多路移相值不同模拟信号；

所述adc模块，用于对来自功分移相网络每一路模拟信号进行模数转换，得到多路数字信号；

所述数字移相合成网络包括数字移相单元和合成单元；所述数字移相单元，用于对adc模块输出的多路信号分别进行数字移相；所述合成单元，用于将数字移相得到的各路信号相加，降低数字信号的谐波电平。

在本申请的实施例中，所述adc模块包括多路ad转换单元；所述功分移相网络的每一路输出信号对应于adc模块中不同的ad转换单元；所述功分移相网络输出的模拟信号路数为八路，移相值分别为：270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°；如图2所示，该实施例中，所述功分移相网络包括；一个功分器和八个移相器，所述功分器的输入端接收待处理的模拟信号，所述功分器的输出端分别与每一个移相器连接；各个移相器输出移相值不同的模拟信号，其中八个移相器的移相值分别为270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°；所述adc模块将功分移相网络输出的各路模拟信号进行模数转换后，得到八路数字信号，移相值也分别为270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°。

如图2所示，在本申请的实施例中，所述数字移相单元包括八个数字移相器，第一个数字移相器用于将移相值270°的数字信号进行-90°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；第二个数字移相器用于将移相值90°的数字信号进行-270°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；第三个数字移相器用于将移相值180°的数字信号进行-0°的数字移相，在一些实施例中，也可以省略第三个数字移相器，将移相值180°的数字信号直接传输给合成单元；第四个数字移相器用于将移相值0°的数字信号进行-180°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；第五个数字移相器用于将移相值315°的数字信号进行-135°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；第六个数字移相器用于将移相值135°的数字信号进行-315°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；第七个数字移相器用于将移相值225°的数字信号进行-45°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；第八个数字移相器用于将移相值45°的数字信号进行-225°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；该实施例中，所述合成单元可以采用加法器实现，将来自各个数字移相器的信号相加，得到所需的数字信号。

如图3所示，一种基于数字移相合成的adc谐波电平降低系统的谐波电平降低方法，包括以下步骤：

s1.功分移相网络将待处理的模拟信号分为八路，并对每一路信号进行移相，输出移相值不同的八路模拟信号；

s2.adc模块分别对来自功分移相网络每一路模拟信号进行模数转换，输出移相值不同的八路数字信号；

s3.数字移相合成网络中，数字移相单元对adc模块输出的各路信号分别进行数字移相；

s4.数字移相合成网络中，合成单元将数字移相得到的各路信号相加，对偶次谐波、4n+3次谐波和8n+5次谐波进行消除，得到所需的数字信号进行输出。

其中，步骤s1中，功分移相网络输出的八路模拟信号移相值分别为：270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°；相应的，步骤s2中，adc模块输出的八路数字信号移相值也分别为270°、90°、180°、0°、315°、135°、225°、45°。

其中，所述步骤s3包括以下子步骤：

s301.数字移相单元对移相值270°的数字信号进行-90°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s302.数字移相单元对移相值90°的数字信号进行-270°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s303.数字移相单元对移相值180°的数字信号进行-0°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s304.数字移相单元对移相值0°的数字信号进行-180°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s305.数字移相单元对移相值315°的数字信号进行-135°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s306.数字移相单元对移相值135°的数字信号进行-315°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s307.数字移相单元对移相值225°的数字信号进行-45°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元；

s308.数字移相单元对移相值45°的数字信号进行-225°的数字移相，将移相得到的信号传输给合成单元。

本发明的工作原理如下：经功分移相网络后得到的八路模拟信号如下：

signal_315°＝sin(ωt+7π/4)

signal_270°＝sin(ωt+3π/2)

signal_225°＝sin(ωt+5π/4)

signal_180°＝sin(ωt+π)

signal_135°＝sin(ωt+3π/4)

signal_90°＝sin(ωt+π/2)

signal_45°＝sin(ωt+π/4)

signal_0°＝sin(ωt)

其中，signal_x°表示移相值为x°的模拟信号；

考虑到模拟信号经adc模块进行转换时，adc模块自身产生的谐波中，偶次谐波、4n+3次谐波、8n+5次谐波占有较大的比重，故只要将偶次谐波、4n+3次谐波、8n+5次谐波滤除，就能够明显降低adc模块的谐波电平，减少adc模块自身产生的虚假信号；在本申请中，考虑基波、偶次谐波、4n+3次谐波、8n+5次谐波，adc模块对各个模拟信号进行转换后，得到的数字信号表示如下：

其中，adc_signal_x°表示移相值为x°的模拟信号经adc模块转换后得到的信号，即移相值为x°的数字信号。

adc_signal_315°移相-135°后结果为：

adc_signal_270°移相-90°后结果为：

adc_signal_225°移相-45°后结果为：

adc_signal_180°移相-0°后结果为：

adc_signal_135°移相-315°后结果为：

adc_signal_90°移相-270°后结果为：

adc_signal_45°移相-225°后结果为：

adc_signal_0°移相-180°后结果为：

合成单元将数字移相得到的各路信号相加，其中偶次谐波相加结果为：

4n+3次谐波相加结果为：

8n+5次谐波相加结果为：

基波信号相加结果为：

sin(ωt+π)+sin(ωt+π)+sin(ωt+π)+sin(ωt+π)+sin(ωt+π)+sin(ωt+π)+sin(ωt+π)＝8×sin(ωt+π)

由此可见，本发明消除了偶次谐波、4n+3次谐波和8n+5次谐波，得到了所需的基波信号进行输出。综上，本发明将待处理的模拟信号分为八路，并对每一路信号进行移相，输出移相值不同的八路模拟信号，经adc模块转换后再对各路信号进行数字移相和合成，有效降低了adc的谐波电平。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应该看作是对其他实施例的排除，而可用于其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。