寬帶時(shí)域采集系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率成倍提高，信號(hào)時(shí)序裕度急劇減小，瞬變信號(hào)和異常問題變得突出；信號(hào)帶寬增長極為迅速。信號(hào)的復(fù)雜化給以數(shù)字示波器為代表的時(shí)域測(cè)量儀器提出了新的挑戰(zhàn)，具有足夠高的信號(hào)實(shí)時(shí)捕獲性能以及寬帶采樣能力，成為了寬帶時(shí)域采集系統(tǒng)的兩大發(fā)展方向。
　　 然而，由于受到器件以及生產(chǎn)工藝等方面因素的限制，如何在現(xiàn)有硬件條件下最大限度提高信號(hào)實(shí)時(shí)捕獲能力和盡可能不失真地提高實(shí)時(shí)采樣率，是寬帶時(shí)域采集系統(tǒng)研究領(lǐng)域中

2、面臨的重大難題。本文結(jié)合攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的縱向電子儀器研究任務(wù)和橫向合作項(xiàng)目，著眼于數(shù)字三維示波器、寬帶并行采樣數(shù)字存儲(chǔ)示波器等高性能測(cè)試儀器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要從如下幾個(gè)方面展開了深入的研究：
　　 1.提高信號(hào)實(shí)時(shí)捕獲能力的方法--數(shù)字三維波形映射技術(shù)。建立了數(shù)字三維映射的基本模型，深入分析了影響數(shù)字三維映射效率的各項(xiàng)因素，并由此得出改進(jìn)的映射器陣列模型，分別提出了與各種數(shù)學(xué)模型相對(duì)應(yīng)的示波器波形捕獲率的計(jì)算公式。針對(duì)兩種不

3、同的映射模型，以雙通道1GSPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的數(shù)字三維示波器波形映射系統(tǒng)。
　　 2.數(shù)字三維示波器波形捕獲率測(cè)試方法。研究了數(shù)字三維示波器波形捕獲率與“死區(qū)時(shí)間”的關(guān)系，討論了一種通過外特性對(duì)示波器波形捕獲率進(jìn)行測(cè)試計(jì)量的方法。通過該方法，用戶或第三方能夠完成實(shí)測(cè)任意一臺(tái)示波器，精確得出該示波器的實(shí)際波形捕獲率。同時(shí)，分別用該方法以及研究點(diǎn)1中討論的波形捕獲率計(jì)算公式對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字三維示波器進(jìn)行測(cè)試計(jì)量

4、，對(duì)映射模型和映射效率計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 3.并行采樣系統(tǒng)幅度誤差校正方法。討論了時(shí)間交替并行采樣系統(tǒng)中通道失配誤差的產(chǎn)生原因，從采集模型角度出發(fā)，研究了一種可對(duì)幅度失配誤差進(jìn)行綜合估計(jì)與校正的方法，通過一次校正，即可同時(shí)解決偏置和增益誤差的問題。
　　 4.非均勻信號(hào)重構(gòu)。分析了時(shí)間交替并行采樣系統(tǒng)中時(shí)間失配誤差對(duì)信號(hào)所引入的非均勻問題，給出了非均勻條件下自適應(yīng)重構(gòu)的可行方案，避免了原有信號(hào)重構(gòu)方法所導(dǎo)致的帶寬損