技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在測(cè)試多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差，采用的是模擬器件IC芯片（例AD8302）進(jìn)行檢測(cè)各路的幅度、相位，在進(jìn)行相減處理得到的。

采用模擬器件進(jìn)行多通道幅相檢測(cè)時(shí)，器件內(nèi)部有混頻器，由于I、Q兩路的乘法器與低通濾波器一致性不好，引起幅相不平衡，或者溫度會(huì)引起漂移問(wèn)題。由于器件本身存在功耗，會(huì)造成整機(jī)功耗增大，體積增大，同時(shí)由于器件的AD采集路數(shù)有限，不利于在滿足高集成度、低功耗要求下設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種基于FPGA的多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)方法，利用FPGA的I/O管腳較多，可實(shí)現(xiàn)多路AD的相對(duì)幅相差測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，解決了高集成度下因器件的PCB布局引起的設(shè)計(jì)局限、因低功耗要求下器件本身功耗引起的設(shè)計(jì)局限等技術(shù)問(wèn)題，而且采用FPGA進(jìn)行幅相差檢測(cè)，I、Q兩路的乘法器與低通濾波器一致性好，不會(huì)引起幅相不平衡。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于FPGA的多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟一：使用AD采集芯片采集多路信號(hào)，得到每一路信號(hào)的同步時(shí)鐘與數(shù)據(jù)，并選擇一路信號(hào)作為參考基準(zhǔn)信號(hào)，剩余的每一路信號(hào)均分別作為AD檢測(cè)信號(hào)；

步驟二：分為I、Q兩路，采用半帶濾波器進(jìn)行降采樣率及濾波，分別將AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)的采樣率降低到1KHz，并存FIFO，用于跨時(shí)鐘域數(shù)據(jù)處理；

步驟三：以參考基準(zhǔn)信號(hào)的同步時(shí)鐘作為每路AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)讀取FIFO的時(shí)鐘，同時(shí)讀取出FIFO中的每路AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)；

步驟四：將每路AD檢測(cè)信號(hào)均同時(shí)獨(dú)立和參考基準(zhǔn)信號(hào)相除，得到新的多路信號(hào)；

步驟五：再分I、Q兩路對(duì)新的多路信號(hào)分別進(jìn)行FIR濾波，得到濾波后信號(hào)，并存FIFO；

步驟六：當(dāng)I、Q兩路的FIFO都為非空時(shí)，取出I、Q兩路中的數(shù)據(jù)，

A）.進(jìn)行FFT，求出零頻信號(hào)功率，得到每路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)的幅度差；

B）.求反正切，得到每路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)的相位差。

進(jìn)一步的，步驟一中，還分別去除了AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)中的直流分量。

進(jìn)一步的，AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)為中頻信號(hào)源，步驟一中，還分別去掉了AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)的中頻。

進(jìn)一步的，步驟三中，還分別將AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)的直流偏移量去除。

進(jìn)一步的，去掉中頻的具體方式為：使用同步時(shí)鐘的數(shù)控振蕩器NCO產(chǎn)生的正弦、余弦信號(hào)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字混頻，去掉中頻。

進(jìn)一步的，步驟五中，在進(jìn)行FIR濾波的前后均對(duì)I、Q兩路的濾波后信號(hào)分別去除直流偏移量，再存FIFO。

進(jìn)一步的，參考基準(zhǔn)信號(hào)選擇第一路信號(hào)。

進(jìn)一步的，多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)步驟中，均是選擇一路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，逐一得出每一路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)的幅度差、相位差。

進(jìn)一步的，多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)步驟中，均是選擇一路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)得出每一路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)的幅度差、相位差。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用FPGA的I/O管腳較多，可實(shí)現(xiàn)多路AD的相對(duì)幅相差測(cè)試的優(yōu)點(diǎn)，將采集得到的AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)均分為I、Q兩路進(jìn)行降采樣率、濾波等，并將存于FIFO中的AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)讀出、相除，得到新的信號(hào)；而且還要繼續(xù)分I、Q兩路對(duì)新的信號(hào)進(jìn)行FIR濾波等，當(dāng)I、Q兩路的FIFO都為非空時(shí)，取出I、Q兩路中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終得到本技術(shù)方案的目的--幅度差和相位差，解決了高集成度下因器件的PCB布局引起的設(shè)計(jì)局限、因低功耗要求下器件本身功耗引起的設(shè)計(jì)局限等技術(shù)問(wèn)題，而且采用FPGA進(jìn)行幅相差檢測(cè)，I、Q兩路的乘法器與低通濾波器一致性好，不會(huì)引起幅相不平衡。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明總的流程示意框圖；

圖2是本發(fā)明的具體流程示意圖。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合圖1~2對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。

一種基于FPGA的多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)方法，它采用FPGA進(jìn)行幅相檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的幅相比較，在多通道DA相位同步輸出要求下進(jìn)行AD采集檢測(cè)幅相差用于校正輸出信號(hào)，包括如下步驟：

步驟一（S1）：a）.使用AD采集芯片采集多路信號(hào)，得到每一路信號(hào)的同步時(shí)鐘與數(shù)據(jù)，并選擇一路信號(hào)作為參考基準(zhǔn)信號(hào)，本實(shí)施例優(yōu)選參考基準(zhǔn)信號(hào)選擇第一路信號(hào)，剩余的每一路信號(hào)均分別作為AD檢測(cè)信號(hào)（如假設(shè)信號(hào)為6路，就將其中的第一路作為參考基準(zhǔn)信號(hào)，其余的5路作為需要檢測(cè)的AD檢測(cè)信號(hào)）；AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)為中頻信號(hào)源；設(shè)AD檢測(cè)信號(hào)的時(shí)鐘為clk_a、數(shù)據(jù)為data_a，參考基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)鐘為clk_b、數(shù)據(jù)為data_b；

b）.再分別去除AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)中的直流分量（去除由于AD芯片引起的直流分量）；

c）. 分別去掉AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)的中頻；

其中，去掉中頻的具體方式為：使用同步時(shí)鐘的數(shù)控振蕩器NCO產(chǎn)生的正弦、余弦信號(hào)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字混頻，去掉中頻；

步驟二（S2）：數(shù)字混頻后分為I、Q兩路，分別采用半帶濾波器進(jìn)行降采樣率及濾波，分別將AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)的采樣率降低到1KHz，并存FIFO，用于跨時(shí)鐘域數(shù)據(jù)處理；

步驟三（S3）：a）. 以參考基準(zhǔn)信號(hào)的同步時(shí)鐘作為每路AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)讀取FIFO的時(shí)鐘，同時(shí)讀取出FIFO中的AD檢測(cè)信號(hào)（Cosa_1k + sina_1k * j）和參考基準(zhǔn)信號(hào)（Cosb_1k + sinb_1k * j）；

b）.分別將AD檢測(cè)信號(hào)和參考基準(zhǔn)信號(hào)的直流偏移量去除（由于輸入信號(hào)的直流分量去除不干凈，半帶濾波器的信號(hào)放大原因）；

步驟四（S4）：將每路AD檢測(cè)信號(hào)均同時(shí)獨(dú)立和參考基準(zhǔn)信號(hào)相除（Cosa_1k + sina_1k * j）/（Cosb_1k + sinb_1k * j），得到新的多路信號(hào)；

步驟五（S5）：a）.再分I、Q兩路對(duì)新的多路信號(hào)分別進(jìn)行去除直流偏移量；

b）. 每路信號(hào)均分為I、Q兩路分別進(jìn)行FIR濾波，得到濾波后信號(hào)；

c）.再次對(duì)I、Q兩路的濾波后信號(hào)分別去除直流偏移量；

d）.存FIFO（I路存FIFO_a，Q路存FIFO_b）；

其中，F(xiàn)IR濾波采用FIR濾波器，采樣率100MHz，通帶5.3MHz，阻帶13MHz,通帶波動(dòng)0.01dB；

步驟六（S6）：當(dāng)I、Q兩路的FIFO都為非空時(shí)（即FIFO_a、FIFO_b非空時(shí)），取出I、Q兩路中的數(shù)據(jù)，使用時(shí)鐘clk_a進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：

A）.進(jìn)行FFT，求出零頻信號(hào)功率P（P=零頻信號(hào)功率），得到每路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)的功率差，即幅度差P；

B）.求反正切，得到每路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)的相位差Θ；

其中，相位差Θ=Atan（α）；

α=FIFO_a_data/FIFO_b_data。

多通道AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)步驟中，均是選擇一路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)得出每一路AD檢測(cè)信號(hào)與參考基準(zhǔn)信號(hào)的幅度差、相位差。本設(shè)計(jì)的特征就是同時(shí)實(shí)現(xiàn)多路AD信號(hào)的幅度差、相位差檢測(cè)。

本發(fā)明未詳細(xì)闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)已有的描述已能夠在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下進(jìn)行實(shí)施，因此，不再贅述。