[发明专利]一种MWC扩展系统传递矩阵的相位校准方法

说明书

一种MWC扩展系统传递矩阵的相位校准方法属于高速模拟信息转换技术领域。将用于混频的周期伪随机序列视为伪随机序列发生器的非负开关响应函数与离散序列移位相乘再叠加的结果；将电路的非理想因素视为只对非负开关响应函数的连续傅里叶变换系数造成影响。在校准MWC扩展系统传递矩阵的直流响应列的元素时除去了周期伪随机序列的离散傅里叶变换部分。通过MWC扩展系统传递矩阵斜向下元素相等的性质来得到相邻列的相位误差。因为MWC扩展系统是多通道的，以每列的相位误差的平均值来校准该列的元素，避免了MWC扩展系统通道之间因相位失配导致重构失败的结果，提高了实际中的传递矩阵表征MWC扩展系统的准确性。

技术领域

本发明设计一种MWC(Modulated Wideband Converter，MWC)扩展系统传递矩阵的相位校准方法，属于高速模拟信息转换技术领域。

背景技术

在高速模拟信息转换过程中，受限于采样定理，ADC的采样速率面临着巨大压力。基于压缩感知理论的MWC模拟信息转换结构，可以用低于信号奈奎斯特频率的采样率完成对信号的采样，并且根据采样数据可以重构出原始信号。MWC是一种多通道结构，信号同时进入MWC的每个物理通道，在混频器中与周期伪随机序列相乘，完成信号频谱的搬移，经过理想低通滤波器后由低速ADC完成采样，最后将多个物理通道得到的采样数据送进数字后端，经过数字信号处理后，完成对信号的重构。

在实际的硬件结构中，由于模拟前端的各种非线性元器件的影响，例如混频器、低通滤波器、伪随机序列波形的缺陷，重构信号相位失真严重，信噪比低。由理论公式计算得到的传递矩阵并不能代表该系统对信号的真正响应，这使得系统重构率大大降低。但是传递矩阵每一列对应着硬件系统对一个频率范围的响应，因此一种可行的办法是将频率逐次递增的正弦信号注入MWC扩展系统中获得每个频带的响应系数，得到实际电路中的传递矩阵每列的元素值。为叙述方便，本文称此方法为正弦激励法。但是此方法需要严格知道正弦信号进入系统时的幅值与初相位，在实际校准过程中，由波形发生器产生的正弦信号的幅值容易控制，但是相位的控制却很难，因此经过该方法校准后的传递矩阵存在相位误差，代表直流响应的元素也从实数变为复数。经过该存在相位误差的传递矩阵重构的信号表现为：在频域中频谱位置与原输入信号的频谱位置保持相同，但是该重构信号在时域中的相位却与原输入信号的相位存在着误差。

因此本发明的目的旨在于提出一种解决对传递矩阵校准时正弦信号相位未知导致重构信号相位失真的方法。

发明内容

本发明旨在于提出一种解决对传递矩阵校准时正弦信号相位未知导致重构信号相位失真的方法。最终达到不需要提前知道用于校准的正弦信号的初相位也可以对传递矩阵进行校准，提高了传递矩阵表征系统响应的准确性。

本发明是采用以下技术方案实现的：

对于MWC非扩展系统第i个物理通道，用于混频的周期为T_p的伪随机序列信号p_i(t)在单个周期内可视为伪随机序列发生器的非负开关响应函数ρ(t)与M个离散序列α_i,k＝±1移位相乘再叠加的结果，t为任意第k个α_i,k所对应的时间间隔，在理想情况下当时，ρ(t)＝1。另外伪随机序列的周期定义为：1/T_p＝f_p＝f_nyq/M，f_nyq为MWC扩展系统能处理的信号的最高奈奎斯特频率。