一种频谱参数检测方法与流程

文档序号:20214013发布日期:2020-03-31 11:32阅读:616来源:国知局

本发明属于电子信息技术领域,具体涉及一种频谱参数检测方法。



背景技术:

一个余弦信号的全部信息由它的频率、幅度以及初相位这三个参数来决定,也即,知道了一个余弦信号的“三参数”也就知道了这个余弦信号的所有信息。而一个复杂信号是由频率不同、幅度不同、初相位不同的许多余弦(或正弦)信号叠加而成的,在这里我都以余弦信号为例(因为余弦信号的相位减去90度就是正弦信号),信号的频谱就是表示组成一个复杂信号的所有不同频率余弦信号的“三参数”,换句话说,频谱表示了组成这个复杂信号的所有不同频率的余弦信号(或正弦信号)的“三参数”信息。也就是说,人们用频谱把组成一个复杂信号的所有不同频率的余弦信号的参数都表示了出来。反过来,我们可以通过信号频谱知道这个复杂信号包含哪些频率的余弦(或正弦)信号,以及这些余弦(或正弦)信号的幅度和初相位,某个频率余弦的幅度大小代表了这个频率余弦信号对原信号的贡献程度,所以,知道了信号频谱也就知道了这个信号含有的哪些频率成分,这个信号的特性也就知道了,这对于信号分析、传输(通信)以及信号处理具有决定性的作用。通常,频谱的形式有两种,一种是图形(也称频谱图,从频谱图上可以看到不同频率余弦信号的“三参数”),另一种是函数式。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种频谱参数检测方法,检测结果精确性高。

本发明所采用的技术方案是,一种频谱参数检测方法,具体按照以下步骤实施:

步骤1、采用电子束曝光系统向待测电子器件发射电子;

步骤2、检测发射的电子透过待测电子器件的电子;

步骤3、根据步骤2的检测结果,表征电子器件的种类及信号;

步骤4、根据电子器件的种类及信号确定与电子器件对应的检测设备、检测参数;

步骤5、采用检测设备,设定好检测参数,对电子器件进行频谱检测。

本发明的特点还在于:

步骤2的具体过程如下:

对带宽为w的带通滤波器的输出信号进行平方运算并在观测时间段t内进行积分,并将积分器的输出y与门限值进行比较,从而判定合法用户是否出现。

步骤5具体过程如下:

搭建基于gnuradio的fft频谱检测器,初始化配置usrp,建立流图,搭建起fft运算的软件无线电结构;初始化配置usrp,需要使用gnuradio中的usrp.py模块,这个模块包含输入输出初始化设置、adc采样速率、功率、增益、载频。

fft频谱检测器具体检测过程如下:

一个模拟信号,经过adc采样之后,就变成了数字信号;采样得到的数字信号,就可以做fft变换了;n个采样点,经过fft之后,就可以得到n个点的fft结果;为了方便进行fft运算,通常n取2的整数次方;假设采样频率为fs,信号频率f,采样点数为n;那么fft之后结果就是一个为n点的复数;每一个点就对应着一个频率点;这个点的模值,就是该频率值下的幅度特性;假设原始信号的峰值为a,那么fft的结果的每个点(除了第一个点直流分量之外)的模值就是a的n/2倍;而第一个点就是直流分量,它的模值就是直流分量的n倍;而每个点的相位,就是在该频率下的信号的相位;第一个点表示直流分量,即0hz,而最后一个点n的再下一个点,即实际上这个点是不存在的,这里是假设的第n+1个点,也可以看做是将第一个点分做两半分,另一半移到最后,则表示采样频率fs,这中间被n-1个点平均分成n等份,每个点的频率依次增加;例如某点n所表示的频率为:fn=(n-1)*fs/n;由上面的公式可以看出,fn所能分辨到频率为为fs/n,如果采样频率fs为1024hz,采样点数为1024点,则可以分辨到1hz;1024hz的采样率采样1024点,刚好是1秒,也就是说,采样1秒时间的信号并做fft,则结果可以分析到1hz,如果采样2秒时间的信号并做fft,则结果可以分析到0.5hz;如果要提高频率分辨力,则必须增加采样点数,也即采样时间;频率分辨率和采样时间是倒数关系。

fft之后某点n用复数a+bi表示,那么这个复数的模就是,相位就是pn=atan2(b,a);根据以上的结果,就可以计算出n点(n≠1,且n<=n/2)对应的信号的表达式为:an/(n/2)*cos(2*pi*fn+pn),即2*an/n*cos(2*pi*fn+pn);对于n=1点的信号,是直流分量,幅度即为a1/n。

本发明的有益效果是:

本发明一种频谱参数检测方法,可以降低检测工作量,提高检测效率和检测参数利用率;可以提高各类检测数据利用率,扩大检测报告覆盖面和适用性;检测结果精确性高。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种频谱参数检测方法,具体按照以下步骤实施:

步骤1、采用电子束曝光系统向待测电子器件发射电子;

步骤2、检测发射的电子透过待测电子器件的电子;

步骤2的具体过程如下:

对带宽为w的带通滤波器的输出信号进行平方运算并在观测时间段t内进行积分,并将积分器的输出y与门限值进行比较,从而判定合法用户是否出现。

步骤3、根据步骤2的检测结果,表征电子器件的种类及信号;

步骤4、根据电子器件的种类及信号确定与电子器件对应的检测设备、检测参数;

步骤5、采用检测设备,设定好检测参数,对电子器件进行频谱检测;

步骤5具体过程如下:

搭建基于gnuradio的fft频谱检测器,初始化配置usrp,建立流图,搭建起fft运算的软件无线电结构;初始化配置usrp,需要使用gnuradio中的usrp.py模块,这个模块包含输入输出初始化设置、adc采样速率、功率、增益、载频;

fft频谱检测器具体检测过程如下:

一个模拟信号,经过adc采样之后,就变成了数字信号;采样得到的数字信号,就可以做fft变换了;n个采样点,经过fft之后,就可以得到n个点的fft结果;为了方便进行fft运算,通常n取2的整数次方;假设采样频率为fs,信号频率f,采样点数为n;那么fft之后结果就是一个为n点的复数;每一个点就对应着一个频率点;这个点的模值,就是该频率值下的幅度特性;假设原始信号的峰值为a,那么fft的结果的每个点(除了第一个点直流分量之外)的模值就是a的n/2倍;而第一个点就是直流分量,它的模值就是直流分量的n倍;而每个点的相位,就是在该频率下的信号的相位;第一个点表示直流分量(即0hz),而最后一个点n的再下一个点(实际上这个点是不存在的,这里是假设的第n+1个点,也可以看做是将第一个点分做两半分,另一半移到最后)则表示采样频率fs,这中间被n-1个点平均分成n等份,每个点的频率依次增加;例如某点n所表示的频率为:fn=(n-1)*fs/n;由上面的公式可以看出,fn所能分辨到频率为为fs/n,如果采样频率fs为1024hz,采样点数为1024点,则可以分辨到1hz;1024hz的采样率采样1024点,刚好是1秒,也就是说,采样1秒时间的信号并做fft,则结果可以分析到1hz,如果采样2秒时间的信号并做fft,则结果可以分析到0.5hz;如果要提高频率分辨力,则必须增加采样点数,也即采样时间;频率分辨率和采样时间是倒数关系;

fft之后某点n用复数a+bi表示,那么这个复数的模就是,相位就是pn=atan2(b,a);根据以上的结果,就可以计算出n点(n≠1,且n<=n/2)对应的信号的表达式为:an/(n/2)*cos(2*pi*fn+pn),即2*an/n*cos(2*pi*fn+pn);对于n=1点的信号,是直流分量,幅度即为a1/n。

本发明一种频谱参数检测方法,可以降低检测工作量,提高检测效率和检测参数利用率;可以提高各类检测数据利用率,扩大检测报告覆盖面和适用性;检测结果精确性高。

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