[发明专利]一种高速采样全数字化频率稳定度的测试设备及方法

权利要求书

1.一种高速采样全数字化频率稳定度的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、阻抗匹配：两路输入信号经过与采集电路的阻抗匹配，转化为适合的幅度，然后被高速采集电路转化为数字信号；

B、高速数据采集：参考信号FR和参考信号FM被采样后分别与数据处理CPU内部产生的正弦数据信号FH相混频，也就是将数据相乘，再经过低通滤波器LP1后得到差频信号，其标频为FD，其中：

所述参考信号FR和所述参考信号FM的标频均为F0；

所述正弦数据信号FH的频率为F0-FD，FD为差频载波频率，FD远小于F0；

C、数据实时处理：①为降低发送到上位机的数据量，需对数据进行多级滤波-抽取，以将信号采样频率降低到后续CPU处理可接受的范围，②为防止信号含有带外成分使得采样混叠，每做一步选抽前均需对信号进行低通滤波，滤波器为LP2，最后将低采样码率的数据流发送至PC或其它CPU上位机进行后续处理；

D、相位差及频率稳定度计算：①将正弦数据信号进行整段集中处理，计算出两路数据的相对相位差，②为进一步滤出除数据中的噪声，需对初步计算的相位数据进行低通滤波，③依次计算出两路数据的完整相位差数据、频率差以及相对频率稳定度，其中：

步骤D-①中所述正弦数据信号为经过实时处理后的低码率信号数据信号；

所述步骤D-②的具体内容如下，

由于相位的直线倾斜成分对应于一个固定的频率差，这部分数据成分对计算频率稳定度没有影响，所以在滤波之前应去除直线倾斜成分，得到残留相位数据，这有利于在降噪的同时保持相位数据的完整性；在滤波前对残留相位数据进行N倍选抽可以降低数据采样频率，减少滤波器的阶数，降低计算量；为适应不同测试对象，此处的滤波设计为可选带宽滤波，对于频率稳定度较差噪声范围较大的被测信号可选较高带宽的低通滤波器，对于频率稳定度较高噪声范围较小的被测信号可选较低带宽的低通滤波器；完成滤波后再计算相位数据，并将两路滤波相位数据相减得到滤波残留相位差。

2.根据权利要求1所述的一种高速采样全数字化频率稳定度的测试方法，其特征在于：所述步骤C中信号采样的初始频率和后期频率分别为100M/S、1M/S，且参考信号和被测信号一般在FPGA或多核DSP上进行并行处理。

3.根据权利要求1所述的一种高速采样全数字化频率稳定度的测试方法，其特征在于：所述步骤D-①的具体内容如下，

两路数据分别与数据处理CPU内部产生的正弦数字信号进行混频，也就是将数据相乘，得到的数据经过低通滤波，保留0频率附近的低频成分，再采用反正弦的方法计算每路数据的相位，得到的相位数据，然后将此相位数据进行解缠，恢复相位中的直线倾斜成分，最后将两路信号的相位直线倾斜成分相减即可得到直线倾斜成分的相位差。

4.根据权利要求1所述的一种高速采样全数字化频率稳定度的测试方法，其特征在于：所述步骤D-③的具体内容如下，

将直线倾斜成分相位差和滤波残留相位差求和即可计算出两路数据的完整相位差数据，再将相位差除以时间即可得到频率差，最后计算出两路信号的相对频率稳定度。