基于并行时间交替数据采集系统的误差测量与校正的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于并行时间交替数据采集系统的误差测量与校正的方法，本发明的方法通过对输入系统的信号s(t)进行预处理，计算偏置误差并进行校正，最后进行处理恢复原始信号。本发明的方法对时延误差的测量的盲估计算法做部分改进，通过仿真验证了偏置误差，增益误差，时延误差的测量精度非常高。本发明的方法实现简单，能有效的提高系统性能，具有很高的实际可行性，便于工程实现。
【专利说明】基于并行时间交替数据采集系统的误差测量与校正的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测量【技术领域】，具体涉及一种并行时间交替采集系统的误差测量与校正方法。
【背景技术】
[0002]随着现代电子技术的发展，对数据采集的精度和速度都提出了越来越高的要求，而目前受现有工艺技术的限制，单片ADC很难同时满足高精度高速率的采样要求，而并行时间交替采样是一种解决此矛盾的有效方法。尽管在理论上可以解决，但在实际工程应用中，会因为各个通道间的不匹配，将产生三种误差:增益误差、时延误差、偏置误差。如果误差不加以校正，将会严重的影响整个系统的性能。
[0003]并行时间交替数据采集系统的结构具 体如图1所示，采用M片ADC对输入信号s(t)进行时间交替采样，其中系统的采样频率为fs，采样间隔为Ts，单通道的采样频率为f=fs/M,采样间隔T = MTs。在理想的并行时间交替采集系统中，第k通道的输出信号表达式:sk(n) = s (nMTs+kTs)，其中，k = O, I, 2,
[0004]在实际应用中，系统存在着通道失配的误差，设第k通道的增益误差为gk、时延误差tk、偏置误差ok，则系统实际输出信号表达式为:
[0005]sk (n) = gks (nMTs+kTs+tk)+ok(I)
[0006]当这三种误差超过一定范围时，将对采集的信号质量产生严重影响。在时域上采样序列偏离真实值，在频域则引起很大的频率杂散，并进一步降低系统的无杂散动态范围、信噪比和有效位数等性能指标。单独校正一种误差不能使系统能得到根本改善，为了提高并行时间交替采集系统的信号质量，必须得这三种误差进行校正。
[0007]针对时延误差的测量，目前大部分的算法都是针对特定的测试信号的，因而适用性不强。
【发明内容】
[0008]针对现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种基于并行时间交替数据采集系统的误差测量与校正的方法。
[0009]本发明具体的技术方案为:一种基于并行时间交替数据采集系统的误差测量与校正的方法，具体为:对输入系统的信号s (t)进行预处理，计算偏置误差并进行校正，最后进行去预处理恢复原始信号。
[0010]进一步的，所述的对输入系统的信号s (t)进行预处理具体为:在信号S(t)输入系统前端乘以一个幅值为±1/10000，均值为O的随机控制信号u (t)，则进入系统各通道的信
号为s(i) = s(/)w(i)，在通过第k通道后米样序列为Sk(n) = sk(n)u{n) + ok。
[0011]进一步的，所述的计算偏置误差的方法具体为统计采样序列平均值:
[0012]E[sk (/?)] = E[sf (/7)1/(/?)] + E[ok ] 二 Ok[0013]进而得到消除偏置误差的采样序列:=
[0014]进一步的，所述进行校正的具体过程为:消除偏置误差后，设第k通道信号的幅度为Ak，采样序列可以表示为s’k(n) = AkXk(η)，其中，xk(n)为s’k(n)的归一化表示，以第一通道作为参考通道，g0 = I:
【权利要求】
1.一种基于并行时间交替数据采集系统的误差测量与校正的方法，其特征在于，具体为:对输入系统的信号S (t)进行预处理，计算偏置误差并进行校正，最后进行去预处理恢复原始信号。
2.根据权利要求1所述的误差测量与校正方法，其特征在于，所述的对输入系统的信号s(t)进行预处理具体为:在信号s(t)输入系统前端乘以一个幅值为±1/10000，均值为O的随机控制信号u⑴，则进入系统各通道的信号为lify = S(t)u(t)，在通过第k通道后采样
序列为 sk、n) = sk{n)u{n) + Ok。
3.根据权利要求1或2所述的采集系统的误差测量与校正方法，其特征在于，所述的计算偏置误差的方法具体为统计采样序列平均值:
4.根据权利要求3所述的误差测量与校正方法，其特征在于，所述进行校正的具体过程为:消除偏置误差后，设第k通道信号的幅度为Ak，采样序列可以表示为s’k(n)=AkXk(η)，其中，xk(η)为s’k(n)的归一化表示，以第一通道作为参考通道，g0 = I:
5.根据权利要求4所述的误差测量与校正方法，其特征在于，所述进行校正的具体过程还包括:对第M通道的时延误差tM_i通过采样序列直接运算得到，具体过程如下: 以第一通道为参考通道(tQ = O)，定义:Ayk(n) =s" k(n)-s" ^(n)，而后泰勒级数展开后有:
【文档编号】H03M1/10GK103986465SQ201410204301
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】谭富春, 梅超, 杨皓翔, 龚玉明, 吕幼新 申请人:电子科技大学