并行ADC采集系统的时间误差测量与校正

并行时间交替采样是提高采样率的一种有效方法,但并行通道间的失配将使拼接后的信号成为非均匀采样,严重降低了整个系统的性能。该文在分析并行时间交替采样信号频谱的基础上,给出了时间误差的测量方法,并采用FARROW结构的全通滤波器实现时间误差校正。仿真结果表明该方法能有效提高信号频谱质量,实现了对非均匀采样信号的时间误差校正。     

基于DSP2812的交流信号实时采样系统

提出一种基于TMS320F2812 DSP的交流信号实时采样系统的设计方案。该方案主要由闭环霍尔传感器、信号预处理电路、数字信号处理器DSP2812及误差校准电路组成。给出了硬件电路设计及软件编程方法,并通过软件算法校正了由DSP2812内部ADC模块对采样结果带来的增益误差和失调误差,提高了系统的采样精度。       

非均匀采样周期信号采样时间偏差估计算法研究

在非均匀采样一般理论的基础上,推导出一种估计各个通道的采样时间偏差的方法,基于这种方法,给出了一种可校正非均匀采样周期信号采样时间偏差的新型波形数字化义的结构,可并计算得到的估计值反馈给采样通道的延时校正单元,以补偿采样时间的偏差,从而提高了数据采集的质量。     

非半周期采样信号相位差估计的相位校正相关法

针对非半周期采样信号的相位差估计问题,提出一种非半周期采样信号相位差估计的相位校正相关法。首先,利用频率估计的相位匹配方法对采样信号进行频率估计,得到采样信号的频率估计值;其次,对采样信号进行互相关,得到互相关信号,并通过采样信号的信号时移和互相关构造一路新的互相关信号,使两路互相关信号具有相同的误差项;然后,利用两路互相关信号得到相位校正互相关信号;最后,利用相位校正互相关信号和频率估计值获得采样信号的相位差估计值。理论分析表明,该方法消除了采样信号非半周期采样对相位差估计的影响,无需预知信号幅值即可实现采样信号相位差的无偏估计。为验证所提方法的有效性和优越性,在不同相位差、信噪比和信号长度条件下对本文方法进行了仿真实验,并利用科氏流量计进行了应用实验。仿真实验结果表明,本文方法有效提高了非半周期采样信号的相位差估计精度,其相位差估计精度优于互相关方法、数据延拓式相关方法和正交时延估计方法的相位差估计精度,更接近克拉美罗下限。科氏流量计流量测量实验验证了本文方法在实际应用中的有效性。     

基于最小均方误差的多通道采样及重构

并行多通道采样系统中,由于各通道之间的时间延迟不同,往往会导致产生非均匀采样。现有的重构算法对信号的约束较多,如通道之间的量化步长、信噪比率、相对时间等,且运算量较大,容易使采集性能迅速下降。该文通过对信号的重构误差分析,提出了一种对信号约束较低的重构算法,该方法基于均方误差最小的原则,对信号通道之间的时间延迟进行分析,讨论了在何种条件下可以对信号进行最优重构。     

并行采集系统通道失配误差测量及校正

并行时间交替采样结构是一种有效地提高采样率的方法,但在采用此结构的采集系统中,多个ADC通道间的失配误差严重影响采集系统的性能,国内外对失配误差的测量和校正多采用加测试信号的方法。该文通过理论分析得出一种不需要测试信号且适用信号范围广泛的误差测量算法,并对国外文献中盲算法估计时间误差的方法进行了改进。计算机仿真证实了该方法对误差的估计有极高的精确度,能有效地提高采集系统性能。     

最小L1范数实现周期非均匀采样与重构研究

根据周期非均匀采样需要多个采样通道的特点,利用联合子空间理论将采样与重构转换为矩阵向量运算。结合最小L1范数算法,提出了一种针对稀疏信号的周期非均匀采样与重构方法,分析了最小L1范数算法在周期非均匀采样系统中的完整重构条件。最后,以多带正弦信号为例,分别从可完整重构概率和系统整体验证两个方面证明了该方法能够实现稀疏信号的采样与重构。     

基于多测量向量模式的周期非均匀采样研究

为了实现稀疏信号的有效采样与完整重构,结合多测量向量模式,提出了一种针对稀疏信号的周期非均匀采样与重构方法。根据周期非均匀采样需要多个采样通道的特点,利用联合子空间理论将采样与重构转换为矩阵向量运算。利用多测量向量确定非零行向量的位置参数并分析了多测量向量模式在周期非均匀采样系统中的完整重构条件并通过插值器实现信号完整重构,使其能在数字系统中应用。最后,分别从可完整重构概率和系统整体验证两个方面证明了该方法能够实现稀疏信号的采样与重构。     

宽带信号采样的关键技术研究

提出了一种实现宽带信号实时采样的技术原理和应用设计方法;论述了混合滤波器组技术对传统并行交替采样结构进行非均匀采样的校准处理,多通道采样的时钟与触发同步机制,以及分相存储实现大容量采样数据存储等研究内容;给出了系统的可行性设计。     

数理统计和频谱分析的TIADC误差校正方法

时间交替模数转换器（TIADC）中存在的偏置、增益和时间误差严重影响了系统的信噪比（SNR）和有效位数（ENOB）。该文提出了数理统计和频谱分析的误差校正方法。数理统计用于偏置误差的校正,通过对各个子ADC的采样数据进行数理统计,得到各个子ADC偏置误差的估计,进而完成误差校正,并使用一种二次校正的方法,提高了校正精度;频谱分析用于增益误差和时间误差的校正,由存在误差时特定频点的幅度和相位值得到误差估计,从而实现增益误差和时间误差的校正。校正前后信号频谱的对比证明了该校正算法的有效性。实验结果表明,该算法简单容易实现,将TIADC系统的SNR提高到了41.019 4 dB,ENOB提高到了6.52 bit,校正效果达到或者优于正弦拟合算法。