[发明专利]一种带宽交替采样系统频率交叠带相位补偿方法

说明书

本发明公开了一种带宽交替采样系统频率交叠带相位补偿方法，先通过正弦信号扫频确定交叠带的频率范围，在交叠带频率范围内，利用正弦拟合算法测量同一频点处的相位差，从而完成带宽交替采样系统交叠带相频误差的测量，最后，设计交叠带补偿模块，通过交叠带补偿模块完成交叠带相位补偿。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种带宽交替采样系统频率交叠带相位补偿方法。

背景技术

随着电子信息技术的高速发展，越来越多的功能在数字域中得以实现。作为连接模拟世界和数字世界之间的重要桥梁，数据采集系统也得以更广泛的应用，在现代电子系统中扮演着不可或缺的重要角色。为满足日益增长的需求，超宽带和超高采样率已成为数据采集系统发展的一个重要方向。然而，数据采集系统的带宽和采样率主要由运放和模数转换器等关键器件决定。受器件工艺限制，很难满足上述的宽带高速数据采集系统的要求。

为了突破现有器件的限制，大量学者和研究人员提出了不同的解决方案。带宽交替采样技术(BI)是近年来提出的同时提高带宽和采样率的技术手段，该技术将信号按不同频率分解为多个子带，再利用混频将每个子带下变频到低频带内，这样就可以利用多片低性能的模数转换器(ADC)分别对下变频后的信号进行采样，最后通过在数字端进行处理重构来恢复信号。该方法突破了单片ADC和单输入通道对采样率和带宽的限制，在提高系统采样率的同时提高了系统带宽。

然而在该系统中，由于模拟滤波器过渡带的非理想性，会导致交叠带内的信号同时进入两个子带，从而在信号重构时引入误差，致使拼合后的信号幅度相互抵消或部分抵消。交叠带误差的引入必将导致系统性能的下降。

理想的滤波器是没有过渡带的，这在实际中是不可能实现的。由于模拟滤波器设计的过渡带非理想性，在相邻两个子带间会存在信号同时进入两个子带的现象，这部分称之为交叠带。如图1所示，ω_fcp为两个相邻子带-3dB带宽的频率点，频率接近ω_fcp的信号将同时出现在两个子带中。以第二子带频率为ω₂的信号为例，由于信号同时处于第一子带的过渡带内，信号不能完全衰减，使得一些信号仍然进入了第一子带。

因此，频率在交叠带内的信号会同时存在于两个不同的子带，并携带两个子带的频响信息。而信号路径延迟以及滤波器频响引入的子带间频响不一致性会导致信号在通过这两个子带后的输出存在相位差，若不加以修正直接将两个子带的信号相加(拼合过程)，拼合后的波形幅度会相互抵消或部分抵消，进而影响拼合后的通带频响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带宽交替采样系统频率交叠带相位补偿方法，通过交叠带补偿模块来补偿交叠带相位。

为实现上述发明目的，本发明一种带宽交替采样系统频率交叠带相位补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、通过正弦信号扫频确定交叠带的频率范围；

(1.1)、将频率位于带宽交替采样系统两个频率子带-3dB带宽交界处的正弦信号输入至带宽交替采样系统中；

(1.2)、利用正弦拟合算法测量通过带宽交替采样系统两个频率子带后的正弦信号幅度值M₁(ω)和M₂(ω)，其中，ω为正弦信号的数字角频率，然后计算两个子带间的幅度差MD(ω)；

MD(ω)＝20×log(M₁(ω)/M₂(ω))

(1.3)、设置交叠带的阈值MD_max；