[发明专利]一种高速线性频谱数据转换为对数数据的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及频谱分析领域，具体涉及一种高速线性频谱数据转换为对数数据的方法及装置。

背景技术

频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，也可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。频谱分析仪一般由信号采集模块、AD转换模块、FFT处理模块以及输出显示模块等几部分组成，其工作原理是：信号采集模块采集被测信号，本地振荡器的输出信号与被测信号中的各个频率分量在混频器内依次进行差频变换，所产生的中频信号通过放大，然后由AD转换模块变换成数字信号后，进行FFT傅里叶分析、对数转换并显示在显示屏上。

频谱分析仪的性能主要取决于FFT和对数转换的性能，运算时间与取样点数成对数关系，因此，在高精度、高性能的频谱分析仪中，普遍采用数字信号处理器(DSP)辅助处理，以提高FFT运算速度，特别是在实时频谱分析中，需要DSP采用FPGA实时做FFT运算处理，然后对FFT结果进行对数转换并输出。其中，把线性频谱数据转换为对数数据是频谱处理的一个重要环节，其目的是为了更好的显示信号的对比关系。由于在对数转换过程中数据的吞吐量很高，甚至会出现DSP无法应对的境况。因此，现有的处理方式是将对数运算分解成幂级数，在满足运算精度的基础上，取幂级数的前几项，通过运算得到，如(1)式：

ln(x)=Σn=0∞(-1)nn+1(x-1)n+1,x∈(0,2]---(1)]]>

而在±0.05dB的转换精度下，幂级数的前六项的和基本可以满足精度要求，因此可将(1)式简化为：