[发明专利]一种基于等时间间隔等效取样的波形恢复数据处理方法

权利要求书

1.一种基于等时间间隔等效取样的波形恢复数据处理方法，其特征在于：包括下列步骤：

S1、采用等时间间隔脉冲信号对超高频信号进行等效取样；

S2、在频域内逐次逼近超高频信号的幅值最大值所对应的频率值；

S3、通过欠取样时域波形和频率值的确定，重建原始信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于等时间间隔等效取样的波形恢复数据处理方法，其特征在于：所述S1中采用50GHz的取样器对超高频信号进行取样，所述脉冲信号的取样率为500kHz，所述脉冲信号的周期为2us，所述脉冲信号的脉冲宽度小于10ps。

3.根据权利要求1所述的一种基于等时间间隔等效取样的波形恢复数据处理方法，其特征在于：所述S1中对超高频信号进行取样的方法为：采用三个相邻采样频率对被测超高频信号分别进行取样，得到三组采样值。

4.根据权利要求3所述的一种基于等时间间隔等效取样的波形恢复数据处理方法，其特征在于：三个相邻采样频率分别为500kHz的等效取样脉冲信号、500kHz+1Hz的正偏差信号、500kHz-1Hz的负偏差信号。

5.根据权利要求3所述的一种基于等时间间隔等效取样的波形恢复数据处理方法，其特征在于：所述S2中逐次逼近的方法为：通过快速傅里叶变换特性确定超高频信号的幅值最大值所对应的频率值，再以该频率值、该频率值±1Hz构建三个频率值，再分别以三个频率值构建时域波形信号，以构建的时域波形信号与三组采样值进行点乘并求和，通过与超高频信号的幅值最大值的逐次比较，逼近超高频信号的幅值最大值所对应的频率值。

6.根据权利要求1所述的一种基于等时间间隔等效取样的波形恢复数据处理方法，其特征在于：所述S3中欠取样时域波形的恢复和频率的确定方法为：包括下列步骤：

S3.1、利用三个相邻采样频率以及三个相邻采样频率的逼近频率，计算被测信号频域的偏移次数和剩余频率，分别基于三个采样频率f_si和三个相邻采样频率的逼近频率f_xi建立剩余频率矩阵，剩余频率矩阵估计为：

为了方便分析，设a_i＝f_xi-f_si，b_i＝-f_xi，c_i＝f_xi，d_i＝f_si-f_xi，e_i＝f_si+f_xi，f_i＝2f_si-f_xi，

得简化的剩余频率估计矩阵为：

为了判断剩余频率，同时需估计偏移次数，基于采样频率差以及剩余频率估计值，构造判断矩阵Ⅰ，通过判断矩阵Ⅰ表示偏移次数，分析其最小频率差，判断矩阵Ⅰ表示为：

为简化表示，将判断矩阵Ⅰ改写为：

通过剩余频率矩阵、判断矩阵Ⅰ构造判断矩阵Ⅱ，通过判断矩阵Ⅱ估计在不同偏移次数时的最小频率偏移差，从而选择估计出剩余频率和偏移次数；

所述判断矩阵Ⅱ表示为：

在判断矩阵Ⅱ中，首先设f_x2，f_s2-f_x2为真实频率值，通过判断矩阵Ⅱ的第3列，寻找最小的频率偏移差，确定剩余频率和偏移次数；

S3.2、由确定被测信号的剩余频率、偏移次数、采样频率，确定测量频率为：

测量频率＝采样频率*偏移次数+剩余频率

同时由被测超高频信号的剩余频率计算被测超高频信号的周期T_s，所述T_s＝1/剩余频率；

S3.3、利用求模方法，各个采样时间值t_i除以被测超高频信号的周期T_s，其余数是顺序取样值所对应的时间，也是减去整倍周期后各取样点所对应的调整离散时间，

所述采样时间：T＝[0:1/f_s:(f_s-1)/f_s]，所述f_s为采样频率；

所述调整离散时间：t’＝mod(T,T_s)；

由调整离散时间和采样频率，恢复原始信号的波形。