[发明专利]一种基于滑动互相关和余晖技术的相位噪声测量数据处理和显示装置及方法

说明书

本发明提出了一种基于滑动互相关和余晖技术的相位噪声测量数据处理和显示装置，包括：数据缓冲区部件、FFT运算部件、互相关运算部件、当前互相关运算结果部件、N次互相关运算结果部件和显示处理部件。本发明的相位噪声测量数据处理和显示装置及方法，可以有效识别存在短期不稳定性的信号，由于本方案可以对每次互相关运算结果进行显示处理，不必等到N次互相关运算完成后才进行显示处理，被测信号的相位噪声特性可以进行及时分析，一旦发现被测信号存在短期不稳定性，可以及时停止测量，无需等到N次互相关运算完成。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，特别涉及一种相位噪声测量数据处理和显示装置，还涉及一种相位噪声测量数据处理和显示方法。

背景技术

相位噪声作为短期频率稳定度在频域的一种表现形式，是许多现代电子设备的一项重要指标，其相应的测试设备亦受到广泛的重视。随着现代电子技术的发展，对相位噪声测试系统的相位噪声测试灵敏度和分辨率等指标提出了越来越高的要求。而相位噪声测试灵敏度和分辨率等指标的提升，除了依赖于选用高性能器件外，更重要的是依赖于对采集的大批量数据进行复杂的运算和处理得以实现。

相位噪声测量的一种常用方法是“鉴相法+互相关技术”，该方法可以通过多次互相关运算大幅度提高相位噪声测试灵敏度和分辨率，例如：进行10000次互相关运算时，相位噪声测量的灵敏度可以改善20dB。

目前，Agilent公司的信号源分析仪是相位噪声测量最快的仪器，该仪器采用的是“鉴相法+互相关技术”，每次互相关测量需要13秒的时间，最多支持10000次互相关运算，在用户设置的互相关次数完成后返回一次测量结果。

例如，当用户设置了10000次互相关运算时，测量完成并返回测量结果需要36个小时，在如此长的测量时间内，信号的相位噪声特性可能随着环境因素的影响发生了严重失真，测量结果未必能反应被测信号的真实相位噪声特性。

因此，如何能在最短的时间内返回测量结果，又能及时分析被测信号的相位噪声特性和变化趋势是本领域需要解决的关键问题。

图1为相位噪声测量常用的数据处理及显示方法框图，该方法将FPGA送来的8段测量数据分别送FFT运算部件进行A、B两路的FFT运算，接着将运算结果送互相关运算部件执行互相关运算。一次互相关测量的8段原始数据中，每段数据的内部互相关次数处理完成后，都会送入存储部件进行互相关运算结果的存储，当用户设置的N次互相关运算完成后，再将这N次互相关运算结果的平均值送给显示处理部件进行显示处理。

现有技术方案的结构组成包括：数据缓冲区部件、FFT运算部件、互相关运算部件、N次互相关运算结果部件、显示处理部件。

数据缓冲区部件用于存储来自FPGA测量的原始数据，分8段存储，分别对应段0、段1，……，段7的A、B两路原始数据，对应的内部互相关次数分别为m0，m1，……，m7。

FFT运算部件包括FFT A运算部件和FFT B运算部件，用于对某段A、B两路原始数据执行FFT运算，运算顺序依据FPGA送来的原始数据先后顺序依次进行。

互相关运算部件用于对A、B两路FFT运算结果执行互相关运算。

N次互相关运算结果部件内置8个缓冲区，分别存储应段0、段1，……，段7的mj*i次互相关运算结果，其中j的取值为0～7，对应段0～段7，mj表示对应段的内部互相关次数，i的取值范围为1～N。

显示处理部件对N次互相关运算结果的平均值进行显示处理。

现有技术的动作关系说明：

(1)FPGA将某段的测量原始数据送入数据缓冲区部件的指定存储单元，通知FFT运算部件，该段的数据已经准备好；