一種正交鎖相環(huán)直流偏置自適應(yīng)調(diào)整方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種正交鎖相環(huán)直流偏置自適應(yīng)調(diào)整方法，先啟動(dòng)一次K值測(cè)量，如果測(cè)量出來(lái)的K值最大值或者最小值中有一個(gè)達(dá)到了最大幅度范圍，則認(rèn)為是壓縮信號(hào)，進(jìn)行壓縮信號(hào)調(diào)整步驟，否則，進(jìn)入直流偏置快速調(diào)整步驟。本發(fā)明專利技術(shù)利用直流偏置靈敏度估算方法，在測(cè)量過(guò)程中利用設(shè)置增益的靈敏度，自動(dòng)自適應(yīng)的快速調(diào)整直流偏置，提高效率的同時(shí)，解決了不同被測(cè)信號(hào)頻率下經(jīng)過(guò)正交鎖相并增加增益后的信號(hào)調(diào)整問(wèn)題；同時(shí)對(duì)壓縮信號(hào)進(jìn)行處理，不僅將調(diào)整后幅度最大值最小值的均值調(diào)整為零，同時(shí)確保正幅度時(shí)間與負(fù)幅度時(shí)間基本相同，從而保證了相位噪聲測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確度與靈敏度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及鎖相環(huán)領(lǐng)域，特別涉及。
技術(shù)介紹
在數(shù)字鎖相環(huán)鑒相方法測(cè)量電磁信號(hào)相位噪聲時(shí)，被測(cè)源(DUT)輸出信號(hào)與內(nèi)部參考源經(jīng)混頻器正交鑒相，參考源和被測(cè)源的相位噪聲經(jīng)鑒相轉(zhuǎn)換成噪聲電壓，通過(guò)濾波器濾除混頻之后的和頻分量以及射頻和本振的泄露，經(jīng)過(guò)可控增益的低噪聲放大送往ADC采樣，可控增益分為多個(gè)檔位，以滿足不同噪聲指標(biāo)信號(hào)源的測(cè)試需求；放大器設(shè)置增益越大測(cè)量靈敏度越高，對(duì)應(yīng)測(cè)試的信號(hào)源越純凈。但隨著增益增大，低噪聲信號(hào)會(huì)發(fā)生偏移，通過(guò)直流偏置對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)，因?yàn)槌龇确秶男盘?hào)會(huì)發(fā)生壓縮，即超出測(cè)量范圍的信號(hào)會(huì)變成一個(gè)最大幅度的電平，從而使后續(xù)測(cè)量電流飽和，為得到更好的測(cè)量結(jié)果，需要將信號(hào)調(diào)整到平均幅度為零，并解決被壓縮信號(hào)在調(diào)零后，確保正幅度時(shí)間與負(fù)幅度時(shí)間基本相同。調(diào)整直流偏置的判斷條件為測(cè)相位噪聲時(shí)的幅度測(cè)量功能:K值測(cè)量，利用Κ值測(cè)量結(jié)果的最大值、最小值代表對(duì)應(yīng)的幅度，調(diào)節(jié)要求為將Κ值測(cè)量的最大值與最小值的均值調(diào)整到符合指標(biāo)要求的零偏區(qū)域內(nèi)，當(dāng)Κ值測(cè)量結(jié)果的最大值與最小值分別為測(cè)量范圍的最大值最小值時(shí)，代表信號(hào)幅度過(guò)大，被壓縮整理，需要確保整理后的信號(hào)，平均幅度為零且正幅度時(shí)間與負(fù)幅度時(shí)間基本相同。現(xiàn)有技術(shù)方案主要分為以下兩種:1、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)法對(duì)不同頻率，進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試，將被測(cè)源按一定步進(jìn)，設(shè)置頻率，通過(guò)對(duì)直流偏置檔位與對(duì)應(yīng)DAC的調(diào)整，通過(guò)Κ值測(cè)量，找到Κ值均值為零的情況，記錄當(dāng)前的直流偏置檔位與對(duì)應(yīng)的DAC ;其后對(duì)每個(gè)增益檔位重復(fù)上述步驟，并存儲(chǔ)全部直流檔位及DAC。在測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)查找校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的方法，找到頻點(diǎn)所在的直流檔位與對(duì)應(yīng)DAC，如不是校準(zhǔn)頻點(diǎn)，則需要利用線性差值計(jì)算出對(duì)應(yīng)的檔位與DAC，進(jìn)行調(diào)整。2、最小二乘法在測(cè)量過(guò)程中，利用最小二乘法，對(duì)直流偏置DAC先粗調(diào)再細(xì)調(diào)，直到Κ值測(cè)量結(jié)果中，Κ值最小值與最大值的平均值為零的位置。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)法對(duì)各個(gè)頻率進(jìn)行單獨(dú)校準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)每檔增益也需要進(jìn)行校準(zhǔn)，不同頻率在不同增益下需要的偏置檔位與DAC，利用差值算法，找到的直流偏置并不住準(zhǔn)確，會(huì)影響最終相噪的測(cè)量精度。最小二乘法只適用于一個(gè)檔位用DAC進(jìn)行調(diào)整，在多擋直流偏置進(jìn)行調(diào)整，無(wú)法滿足要求。當(dāng)增益增大時(shí)，信號(hào)會(huì)發(fā)生壓縮，雖然此方法可以調(diào)整到平均幅度為零的狀態(tài)，但無(wú)法確保平均幅度為零且正幅度時(shí)間與負(fù)幅度時(shí)間基本相同。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提出了。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:，先啟動(dòng)一次K值測(cè)量，如果測(cè)量出來(lái)的K值最大值或者最小值中有一個(gè)達(dá)到了最大幅度范圍，則認(rèn)為是壓縮信號(hào)，進(jìn)行壓縮信號(hào)調(diào)整步驟，否則，進(jìn)入直流偏置快速調(diào)整步驟。可選地，壓縮信號(hào)調(diào)整步驟如下:步驟11、將直流偏置檔位調(diào)到最小記為L(zhǎng)evell，DAC也調(diào)整到最小記為DAC1 ；步驟12、測(cè)量K值，根據(jù)K值最大值最小值的均值X當(dāng)前增益靈敏度，得到DAC調(diào)整量記為Δ DAC ;步驟13、調(diào)整后檔位 Levell =當(dāng)前檔位 + ( Δ DAC-DAC1)/3071 ；步驟14、調(diào)整后DAC1 = Δ DAC+原DAC1+3071 X (調(diào)整后檔位-當(dāng)前檔位)；步驟15、按調(diào)整后檔位Level 1與DAC設(shè)置直流偏置DAC1設(shè)置檔位和偏置；步驟16、測(cè)量K值，如果最大值最小均值按指標(biāo)接近零，則繼續(xù)執(zhí)行步驟17，否則執(zhí)行步驟12 ；步驟17、記錄調(diào)整后直流偏置檔位Levell，調(diào)整后DAC值DAC1 ；步驟18、將直流檔位調(diào)到最大記為L(zhǎng)evel2，DAC也調(diào)整到最大記為DAC2 ;步驟19、測(cè)量K值，根據(jù)K值最大值最小值的均值X當(dāng)前增益靈敏度，得到DAC調(diào)整量Δ DAC ；步驟110、調(diào)整后檔位 Level2 =當(dāng)前檔位 + ( Δ DAC-DAC2)/3071 ；步驟111、調(diào)整后DAC2 = Δ DAC+原DAC2+3071 X (調(diào)整后檔位-當(dāng)前檔位)；步驟112、按調(diào)整后檔位與DAC設(shè)置直流偏置；步驟113、測(cè)量K值，如果最大值最小均值按指標(biāo)接近零，則調(diào)整結(jié)束，否則執(zhí)行步驟18 ；步驟114、記錄調(diào)整后直流偏置檔位Level2，調(diào)整后DAC值DAC2 ；步驟115、將(Levell+Level2)/2向下取整后作為最終檔位，設(shè)置到硬件；步驟116、將(DACl+DAC2)/2向下取整后作為最終DAC，設(shè)置到硬件。可選地，直流偏置快速調(diào)整步驟具體包括直流偏置靈敏度測(cè)量步驟和偏置檔位轉(zhuǎn)化快速調(diào)整步驟。可選地，直流偏置靈敏度測(cè)量步驟具體包括:步驟21、將直流偏置檔位調(diào)整到最小，DAC也調(diào)整到最小；步驟22、不斷的調(diào)整DAC，通過(guò)K值測(cè)量，直到K值結(jié)果的幅度最大值小于最大幅度的1/2，當(dāng)DAC為最大值4095時(shí)，調(diào)高一個(gè)檔位；步驟23、分別測(cè)量當(dāng)前DAC增加500和減小500時(shí)，K值結(jié)果的最大幅度值K1、K2 ；步驟24、則靈敏度=(Kl-K2)/1000 ；步驟25、存儲(chǔ)當(dāng)前增益靈敏度，并調(diào)整增益檔位，重復(fù)步驟21?步驟24，直到測(cè)量并保存全部增益檔位的直流偏置靈敏度。可選地，步驟23中，如果DAC加減500時(shí)超過(guò)了 0?4095范圍時(shí)，整體平移適應(yīng)范圍。可選地，偏置檔位轉(zhuǎn)化快速調(diào)整步驟具體如下:步驟31、將當(dāng)前檔位與DAC配置到硬件板子，記為DAC1 ;步驟32、測(cè)量K值，根據(jù)K值最大值最小值的均值X當(dāng)前增益靈敏度，得到DAC調(diào)整量記為DAC2 ；步驟33、調(diào)整后檔位=當(dāng)前檔位+(nDAC2-DACl)/3071 ；步驟34、調(diào)整后DAC = nDAC2+DACl+3071 X (調(diào)整后檔位-當(dāng)前檔位)；步驟35、按調(diào)整后檔位與DAC設(shè)置直流偏置。本專利技術(shù)的有益效果是:(1)利用直流偏置靈敏度估算方法，在測(cè)量過(guò)程中利用設(shè)置增益的靈敏度，自動(dòng)自適應(yīng)的快速調(diào)整直流偏置，提高效率的同時(shí)，解決了不同被測(cè)信號(hào)頻率下經(jīng)過(guò)正交鎖相并增加增益后的信號(hào)調(diào)整問(wèn)題；(2)同時(shí)對(duì)壓縮信號(hào)進(jìn)行處理，不僅將調(diào)整后幅度最大值最小值的均值調(diào)整為零，同時(shí)確保正幅度時(shí)間與負(fù)幅度時(shí)間基本相同，從而保證了相位噪聲測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確度與靈敏度。【附圖說(shuō)明】為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)的流程圖。【具體實(shí)施方式】下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。本專利技術(shù)采取直流偏置靈敏度測(cè)量、偏置檔位與DAC轉(zhuǎn)化快速調(diào)整、壓縮信號(hào)調(diào)整相結(jié)合的技術(shù)方案，每次測(cè)量前快速自適應(yīng)調(diào)整直流偏置及其DAC值，快速有效的調(diào)整直流偏置，確保調(diào)整后信號(hào)平均幅度為零，并解決被壓縮信號(hào)在調(diào)零后，確保正幅度時(shí)間與負(fù)幅度時(shí)間基本相同，達(dá)到更好地相噪測(cè)量結(jié)果。本專利技術(shù)的正交鎖相環(huán)直流偏置自適應(yīng)調(diào)整方法的流程關(guān)系如圖1所示，先啟動(dòng)一次K值測(cè)量，如果測(cè)量出來(lái)的幅度K值最大值或者最小值中有一個(gè)達(dá)到了最大幅度范圍，則認(rèn)為是壓縮本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種正交鎖相環(huán)直流偏置自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，先啟動(dòng)一次K值測(cè)量，如果測(cè)量出來(lái)的K值最大值或者最小值中有一個(gè)達(dá)到了最大幅度范圍，則認(rèn)為是壓縮信號(hào)，進(jìn)行壓縮信號(hào)調(diào)整步驟，否則，進(jìn)入直流偏置快速調(diào)整步驟。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁建崠，杜念文，白軼榮，李偉，劉寶東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東;37