【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及信號(hào)處理，尤其涉及一種基于fpga（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、當(dāng)前大帶寬的信號(hào)源和信號(hào)模擬器領(lǐng)域都會(huì)使用到寬帶信號(hào)直接生成技術(shù)，信號(hào)帶寬往往要達(dá)到幾ghz或者更高。但是，由于寬帶信號(hào)直接生成器使用的高速dac（數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器）器件在實(shí)現(xiàn)上采用了零階保持器，其幅頻響應(yīng)特性上存在固有的衰落，導(dǎo)致帶寬信號(hào)從dac輸出時(shí)幅度一致性很差；dac器件生產(chǎn)廠商在其內(nèi)部增加了數(shù)字內(nèi)插和數(shù)字濾波等可配置的硬件單元，既能提高dac輸出轉(zhuǎn)換速率，也保證有效降低sinc函數(shù)衰落，不增加dac器件以外的處理，也無(wú)須提高器件間的數(shù)據(jù)傳輸速率。
2、但是，采用數(shù)字內(nèi)插技術(shù)提高dac轉(zhuǎn)換速率的方法，只是將sinc衰落的影響降低到一個(gè)可以接受的程度，并沒(méi)有從產(chǎn)生機(jī)理上消除sinc衰落現(xiàn)象，而且導(dǎo)致信號(hào)源的硬件pcb設(shè)計(jì)難度加大和功耗增加，仍然達(dá)不到信號(hào)的帶寬和平坦度要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法及裝置，能夠有效補(bǔ)償大帶寬信號(hào)源的幅頻響應(yīng)，提高帶寬內(nèi)信號(hào)平坦度。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，所述方法包括以下步驟：
3、基于fpga?將要求帶寬的信號(hào)數(shù)據(jù)經(jīng)模擬前端播放，并且通過(guò)頻譜儀測(cè)量其奈奎斯特頻率范圍內(nèi)的原始幅頻響應(yīng)曲線；其中，信號(hào)數(shù)據(jù)的要求帶寬包括設(shè)定的帶寬范圍和帶寬平坦度；所述原始幅頻響應(yīng)曲線以電
4、計(jì)算補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)；其中，在設(shè)定的帶寬范圍內(nèi)，根據(jù)所述原始幅頻響應(yīng)曲線獲取原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)，并且基于原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)確定補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)；在設(shè)定的帶寬范圍外，按照預(yù)設(shè)的衰減策略得到補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)；
5、根據(jù)計(jì)算的補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)獲取補(bǔ)償濾波器系數(shù)，并且將所述補(bǔ)償濾波器系數(shù)量化；
6、將量化的補(bǔ)償濾波器系數(shù)發(fā)送至fpga對(duì)所述信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償后，經(jīng)模擬前端播放，并且通過(guò)頻譜儀測(cè)量其奈奎斯特頻率范圍內(nèi)的第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線；以及根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定超出設(shè)定帶寬平坦度的頻率范圍，并且進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償。
7、在一種可能的實(shí)施方式中，所述方法還包括以下步驟：
8、重新計(jì)算補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)，得到新的量化后的補(bǔ)償濾波器系數(shù)；在fpga內(nèi)采用新的量化后的補(bǔ)償濾波器系數(shù)對(duì)所述信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償并播放，且通過(guò)頻譜儀測(cè)量其奈奎斯特頻率范圍內(nèi)的第二預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線，直至所述第二預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線中沒(méi)有超出設(shè)定帶寬平坦度的頻率范圍。
9、在一種可能的實(shí)施方式中，通過(guò)如下公式基于原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)確定補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)：
10、
11、其中，為補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)，為原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)。
12、在一種可能的實(shí)施方式中，所述根據(jù)計(jì)算的補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)獲取補(bǔ)償濾波器系數(shù)，包括以下步驟：
13、基于頻率取樣法，將補(bǔ)償濾波器的幅頻響線性插值到密集網(wǎng)格上，得到密集網(wǎng)格上的幅頻響應(yīng)值；
14、對(duì)所述密集網(wǎng)格上的幅頻響應(yīng)值進(jìn)行傅立葉逆變換得到時(shí)域序列，并且將該時(shí)域序列與hamming窗函數(shù)逐點(diǎn)相乘，得到階數(shù)n的補(bǔ)償濾波器系數(shù)hcomp(i)，i?=?1，2，3，...，n+1。
15、在一種可能的實(shí)施方式中，所述將所述補(bǔ)償濾波器系數(shù)量化，包括以下步驟：
16、將所述補(bǔ)償濾波器系數(shù)歸一化；
17、通過(guò)如下公式將歸一化的補(bǔ)償濾波器系數(shù)量化到dac的量化位數(shù)上：
18、
19、
20、其中，bit為dac的量化位數(shù)，round為四舍五入為最近的整數(shù)函數(shù)，max為取序列最大值函數(shù)。
21、在一種可能的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定超出設(shè)定帶寬平坦度的頻率范圍，并且進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償，包括以下步驟：
22、若根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定第一頻率范圍內(nèi)幅度凸出，控制對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償濾波器的第一頻率范圍的幅頻響應(yīng)縮小；
23、若根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定第二頻率范圍內(nèi)幅度凹陷，控制對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償濾波器的第二頻率范圍的幅頻響應(yīng)增大。
24、在一種可能的實(shí)施方式中，在fpga內(nèi)部生成要求帶寬的掃頻信號(hào)數(shù)據(jù)，或者接收外部軟件生成并下發(fā)至fpga的符合要求帶寬的量化掃頻信號(hào)數(shù)據(jù)。
25、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償裝置，所述裝置包括：
26、測(cè)量模塊，用于基于fpga?將要求帶寬的信號(hào)數(shù)據(jù)經(jīng)模擬前端播放，并且通過(guò)頻譜儀測(cè)量其奈奎斯特頻率范圍內(nèi)的原始幅頻響應(yīng)曲線；其中，信號(hào)數(shù)據(jù)的要求帶寬包括設(shè)定的帶寬范圍和帶寬平坦度；所述原始幅頻響應(yīng)曲線以電壓值表示信號(hào)強(qiáng)度；
27、計(jì)算模塊，用于計(jì)算補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)；其中，在設(shè)定的帶寬范圍內(nèi)，根據(jù)所述原始幅頻響應(yīng)曲線獲取原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)，并且基于原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)確定補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)；在設(shè)定的帶寬范圍外，按照預(yù)設(shè)的衰減策略得到補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)；
28、量化模塊，用于根據(jù)計(jì)算的補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)獲取補(bǔ)償濾波器系數(shù)，并且將所述補(bǔ)償濾波器系數(shù)量化；
29、預(yù)補(bǔ)償模塊，用于將量化的補(bǔ)償濾波器系數(shù)發(fā)送至fpga對(duì)所述信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償后，經(jīng)模擬前端播放，并且通過(guò)頻譜儀測(cè)量其奈奎斯特頻率范圍內(nèi)的第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線；以及根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定超出設(shè)定帶寬平坦度的頻率范圍，并且進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償。
30、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括：處理器、存儲(chǔ)器和總線，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有所述處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所述處理器與所述存儲(chǔ)器之間通過(guò)總線通信，所述機(jī)器可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如第一方面任一所述的基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法的步驟。
31、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如第一方面任一所述的基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法的步驟。
32、本實(shí)施例提供的一種基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法及裝置，基于fpga?將要求帶寬的信號(hào)數(shù)據(jù)經(jīng)模擬前端播放，并且通過(guò)頻譜儀測(cè)量其奈奎斯特頻率范圍內(nèi)的原始幅頻響應(yīng)曲線；計(jì)算補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)；根據(jù)計(jì)算的補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)獲取補(bǔ)償濾波器系數(shù)，并且將所述補(bǔ)償濾波器系數(shù)量化；將量化的補(bǔ)償濾波器系數(shù)發(fā)送至fpga對(duì)所述信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償后，經(jīng)模擬前端播放，并且通過(guò)頻譜儀測(cè)量其奈奎斯特頻率范圍內(nèi)的第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線；以及根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定超出設(shè)定帶寬平坦度的頻率范圍，并且進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償。從而克服dac器件及相關(guān)電路非線性帶來(lái)的影響，有效補(bǔ)償大帶寬信號(hào)源的幅頻響應(yīng)，提高帶寬內(nèi)信號(hào)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，通過(guò)如下公式基于原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)確定補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述根據(jù)計(jì)算的補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)獲取補(bǔ)償濾波器系數(shù)，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，所述將所述補(bǔ)償濾波器系數(shù)量化，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，所述根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定超出設(shè)定帶寬平坦度的頻率范圍，并且進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其中，在FPGA內(nèi)部生成要求帶寬的掃頻信號(hào)數(shù)據(jù)，或者接
8.一種基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償裝置，其特征在于，所述裝置包括：
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器、存儲(chǔ)器和總線，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有所述處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所述處理器與所述存儲(chǔ)器之間通過(guò)總線通信，所述機(jī)器可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一所述的基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如權(quán)利要求1至7任一所述的基于FPGA的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，通過(guò)如下公式基于原始信號(hào)的擬合幅頻響應(yīng)確定補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述根據(jù)計(jì)算的補(bǔ)償濾波器的幅頻響應(yīng)獲取補(bǔ)償濾波器系數(shù)，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，所述將所述補(bǔ)償濾波器系數(shù)量化，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于fpga的大帶寬信號(hào)源帶寬平坦度補(bǔ)償方法，所述根據(jù)所述第一預(yù)補(bǔ)償幅頻響應(yīng)曲線確定超出設(shè)定帶寬平坦度的頻率范圍，并且...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈克琴，周建云，朱進(jìn)軍，徐琪，曲曉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京坤馳科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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