基于多通道的高速并行采樣信號重建算法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，信號高速采樣的應(yīng)用越來越廣泛。例如在寬帶測試系統(tǒng)、雷達、遙測遙感、圖像處理、寬帶模擬IC等方面都需要用到高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。但根據(jù)奈奎斯特原理，要想完全無損地重建信號，采樣頻率至少是信號頻率的兩倍以上。實際上，在高速信號領(lǐng)域，單片的ADC并沒有達到如此高的采樣率。于是在20世紀80年代，一些研究學者提出的時間交織采樣結(jié)構(gòu)有效地解決了這個問題，多通道并行采樣系統(tǒng)就是采用多片低速ADC形成的時間交織結(jié)構(gòu)對信號進

2、行采樣，并在后端進行組合，從而實現(xiàn)了對信號的高速采樣。實際的TIADC（Time-interleaved Analog-to-digital Converter）系統(tǒng)由于各個通道間的失配誤差（偏置誤差、增益誤差、時間誤差）的存在，使得采樣后的信號形成了非均勻采樣波形，并引入了雜亂頻譜。因此要想完全重建信號，首先要對信號之間的失配誤差進行估計，然后對這些誤差進行有效地校準。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對失配誤差的估計進行了改進。經(jīng)典

3、的正弦擬合法在進行誤差估計的時候，大多需要事先知道信號的頻率。而在大多數(shù)應(yīng)用中，信號的頻率是無法準確得知的。因此，本文對失配誤差的估計進行了“兩步分解”。首先，采用基于相位差的快速傅里葉變換對信號的頻率進行了精確的估計，再采用經(jīng)典的正弦擬合法對信號進行失配誤差的估計。將這兩種算法結(jié)合，這樣就可以在無需知道信號頻率的情況下，也可以對信號進行精準的失配誤差估計。⑵對時基誤差的校準采用了三次樣條插值法，并且根據(jù)采樣后信號形成的周期特性，對運算

4、進行了簡化。在采樣只存在時基誤差的情況，對三次樣條插值法進行信號重建做了詳細的闡述說明，利用形成的周期非均勻采樣的周期性對三次樣條插值法進行了改進，降低了運算的復雜度。對分數(shù)延遲濾波器進行信號重建做了理論推導，并對比三次樣條插值法和分數(shù)延遲濾波器法。⑶采取matlab仿真驗證。仿真結(jié)果表明，使用兩種算法結(jié)合，對于通道失配誤差的估計是可行的，并且誤差估計精度較高。而在信號重建方面，改進后的三次樣條插值法在無雜散動態(tài)范圍和信噪比等關(guān)鍵指標方