專利名稱：一種幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種幅度概率分布(APD)統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，屬于無(wú)線電信號(hào) 及干擾測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景電磁騷擾測(cè)量(以下簡(jiǎn)稱EMI測(cè)量)是研究電氣電子系統(tǒng)、設(shè)備的干擾與 抗干擾或者電磁兼容性(EMC)問(wèn)題的主要技術(shù)手段之一。EMI測(cè)量接收機(jī)是 實(shí)施EMI測(cè)量的專用測(cè)量設(shè)備。從EMI測(cè)量接收機(jī)的組成來(lái)看，基本上就是一部含高頻選頻放大的超外差 接收機(jī)，其靈敏度可通過(guò)輸入回路的可調(diào)射頻(RF)衰減器來(lái)調(diào)變，預(yù)選濾波 器配合前置預(yù)放用以提高帶外抑制度并為混頻級(jí)提供合適的輸入信號(hào)電平，信 號(hào)通過(guò)混頻器(通常由兩級(jí)以上組成)后被變頻到固定的中頻頻率，中頻濾波器 用來(lái)確定儀器的分辨率帶寬，并由中頻放大器將信號(hào)功率放大到適當(dāng)?shù)乃健鹘y(tǒng)的EMI測(cè)量的主要目標(biāo)參量是接收機(jī)檢波器的輸出。國(guó)際無(wú)線電干擾 特別委員會(huì)(CISPR)規(guī)定測(cè)量接收機(jī)須具備四種基本的檢波方式，即準(zhǔn)峰值 (QP)、峰值(PK)、平均值(AV)和均方根值(RMS)，它們分別被用于對(duì)不同 性質(zhì)的電磁騷擾進(jìn)行測(cè)量。在大多數(shù)的民用標(biāo)準(zhǔn)中，電磁騷擾的限值電平一般 以準(zhǔn)峰值給出，軍標(biāo)測(cè)試則多以峰值形式給出。準(zhǔn)峰值和峰值檢波都是針對(duì)檢 測(cè)脈沖型電磁騷擾而設(shè)計(jì)的準(zhǔn)峰值檢波器的充放電時(shí)間常數(shù)以及指示器的機(jī) 械阻尼特性模擬了人耳或人眼的生理響應(yīng)特性，其輸出符合人類聽覺或視覺的 主觀感受，其脈沖響應(yīng)特性是檢波器輸出幅度與脈沖的重復(fù)頻率成正比；峰值 檢波則主要是為了檢出騷擾電平的最大幅度值，其放電時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于充電時(shí)間常數(shù)。然而，在數(shù)字系統(tǒng)占據(jù)主流的今天，使用準(zhǔn)峰值或者峰值檢波器輸出來(lái)衡 量干擾程度的方法已經(jīng)難以適用于各種情況。由于廣泛采用了編碼調(diào)制、信道 濾波以及擴(kuò)頻等技術(shù)，現(xiàn)有的許多數(shù)字系統(tǒng)的抗同頻干擾能力遠(yuǎn)非模擬系統(tǒng)所 能比擬；而特定系統(tǒng)對(duì)于特定形式的脈沖騷擾的敏感性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于連續(xù)波形式 的騷擾。另一方面，電磁騷擾主要是來(lái)自其他系統(tǒng)或設(shè)備的人為脈沖噪聲，這 些噪聲脈沖并非可以用簡(jiǎn)單的高斯型脈沖騷擾模型來(lái)描述，因它們的頻譜并不 是平坦的白噪聲形式，所以僅用均方根值檢波器的輸出來(lái)衡量也并不充分。綜 上可知，傳統(tǒng)的準(zhǔn)峰值或峰值檢波器的充放電時(shí)間常數(shù)使得檢波器的輸出根本 無(wú)法反映出快速的大動(dòng)態(tài)的騷擾電平的變化，從而失去了準(zhǔn)確判別干擾程度的 依據(jù)。尋找一種能夠克服傳統(tǒng)檢波測(cè)量方法的不足，同時(shí)可以反映脈沖性騷擾對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的影響的測(cè)量方法，是EMC這門學(xué)科領(lǐng)域當(dāng)前所面對(duì)的一個(gè)課題。 隨著統(tǒng)計(jì)通信理論的發(fā)展，概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法己被大量應(yīng)用到通信系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析以及性能估計(jì)等方面。針對(duì)噪聲的隨機(jī)性特點(diǎn)，特別是研究同 一騷擾對(duì)不同通信系統(tǒng)的影響時(shí)，時(shí)域統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。統(tǒng)計(jì)參 量測(cè)量不直接測(cè)量騷擾對(duì)接收者的最終結(jié)果，而是首先建立騷擾模型和系統(tǒng)模 型，通過(guò)改變系統(tǒng)模型來(lái)得到騷擾對(duì)不同制式的通信系統(tǒng)的影響，它對(duì)模擬通 信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)都能有效地進(jìn)行評(píng)價(jià)。而且通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)參量的測(cè)量，我 們能夠由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)換得出相應(yīng)騷擾電平的峰值、準(zhǔn)峰值、有效值、平均 值等特性，從而可以從各個(gè)角度去研究騷擾對(duì)通信系統(tǒng)的影響。特別是在數(shù)字 通信系統(tǒng)中，我們能夠?qū)⒔y(tǒng)計(jì)參量結(jié)果與通信系統(tǒng)的誤碼率建立相應(yīng)關(guān)系，從 而克服常規(guī)方法的不足，有效評(píng)價(jià)騷擾對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)的影響。國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)在2006年通過(guò)的新CISPR16-1-1 Ed.2標(biāo)準(zhǔn)中，將幅度概率分布(Amplitude Probability Distribution, APD)統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量方法 列為了一種電磁騷擾的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，作為對(duì)檢波測(cè)量方法的補(bǔ)充。雖然目前 各產(chǎn)品委員會(huì)對(duì)于各類設(shè)備的騷擾發(fā)射的APD限值還沒(méi)有具體給出，但這種統(tǒng) 計(jì)參量測(cè)量方法的實(shí)施己是大勢(shì)所趨。目前，各科研與檢測(cè)機(jī)構(gòu)所使用的EMI 測(cè)量接收機(jī)尚不具備APD測(cè)量功能，如果為此而購(gòu)置新的設(shè)備，將花費(fèi)大量的 資金和外匯。本發(fā)明的APD測(cè)量?jī)x通過(guò)連接到傳統(tǒng)EMI接收機(jī)或頻譜儀的末級(jí) 中頻輸出或包絡(luò)檢波輸出端口，實(shí)現(xiàn)APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量。它充分利用了傳統(tǒng)接 收機(jī)前級(jí)射頻信號(hào)處理電路的功能，并結(jié)合了 APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)， 能夠?yàn)楦骺蒲袡C(jī)構(gòu)、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有設(shè)備擴(kuò)展APD測(cè)量功能而無(wú)需重新購(gòu)置 昂貴的新設(shè)備，具有樂(lè)觀的應(yīng)用前景和廣泛的市場(chǎng)。APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量方法統(tǒng)計(jì)電磁騷擾的幅度超過(guò)某個(gè)規(guī)定電平的時(shí)間概 率。盡管APD測(cè)量本身并非特定針對(duì)接收信號(hào)的中頻包絡(luò)而言，但從實(shí)現(xiàn)的角 度來(lái)看，對(duì)高頻信號(hào)或噪聲進(jìn)行時(shí)域的統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量，還必須將此信號(hào)或噪聲 進(jìn)行調(diào)理，將其變頻到適于進(jìn)行測(cè)量的頻率，在其中頻包絡(luò)上進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)。 從某種意義上講，APD測(cè)量也可以被理解為一種特殊的廣義檢波方式。它所針 對(duì)的某個(gè)頻率的信號(hào)或電磁噪聲測(cè)量結(jié)果，不是像傳統(tǒng)檢波器那樣只給出一個(gè) 測(cè)量值，而是一組列表值，分別對(duì)應(yīng)了信號(hào)或噪聲電平和信號(hào)或噪聲幅度超過(guò) 此電平的時(shí)間概率。APD測(cè)量基本可以用以下所述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入的中頻包絡(luò)電壓，采 用一片模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(采樣速率和采樣分辨率視具體指標(biāo)要求決定)進(jìn)行采樣， 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)表示。對(duì)測(cè)量過(guò)程中每一個(gè)量化電平的采樣次數(shù)進(jìn)行累積統(tǒng)計(jì)， 最后經(jīng)過(guò)計(jì)算就可以得到本次測(cè)量的APD分布。具體方法是將采樣后的數(shù)字 信號(hào)作為尋址信息，即每個(gè)采樣值均對(duì)應(yīng)隨機(jī)存儲(chǔ)器中的一個(gè)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)著對(duì)應(yīng)的累計(jì)采樣次數(shù)的計(jì)數(shù)值。在每個(gè)新采樣值到來(lái)時(shí)，將對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值加一即可。發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問(wèn)題應(yīng)用本發(fā)明的APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x的輸入端連接到傳統(tǒng)EMI測(cè)量接收機(jī)的 末級(jí)中頻輸出或包絡(luò)檢波輸出端口，可以完成對(duì)無(wú)線電信號(hào)或電磁騷擾的APD測(cè)量過(guò)程無(wú)中斷，測(cè)量過(guò)程中用戶端能夠無(wú)阻塞地實(shí)時(shí)獲得測(cè)量的中間數(shù)據(jù)；使用標(biāo)準(zhǔn)的串行總線接口輸出測(cè)量數(shù)據(jù)；測(cè)量過(guò)程由計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)完成。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x包括對(duì)數(shù)壓縮電路、模/數(shù)采樣電路、數(shù)字信 號(hào)處理電路；數(shù)字信號(hào)處理電路包含先進(jìn)先出隊(duì)列、電平統(tǒng)計(jì)模塊、雙端口隨 機(jī)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)接口邏輯、串行外圍接口 (SPI)和兩線式串行接口 (I2C)總線 仿真模塊，數(shù)字信號(hào)處理電路在一片現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件上實(shí)現(xiàn)，該測(cè)量?jī)x 使用傳統(tǒng)電磁騷擾測(cè)量接收機(jī)的末級(jí)中頻輸出或包絡(luò)檢波輸出作為輸入信號(hào)。使用對(duì)數(shù)壓縮電路擴(kuò)展測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍，采用逐級(jí)檢波對(duì)數(shù)放大器對(duì)中頻輸 入端口的信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波和對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，將中頻信號(hào)的包絡(luò)電壓轉(zhuǎn)換到對(duì)數(shù)域 以分貝單位表示，從而在有限分辨率的模/數(shù)轉(zhuǎn)換條件下獲得分貝電平的線性分 層。在電平統(tǒng)計(jì)模塊中將隨機(jī)存儲(chǔ)器的地址端口、讀數(shù)據(jù)端口、寫數(shù)據(jù)端口分 立設(shè)計(jì)，并在操作時(shí)鐘的上升沿和下降沿分別完成存儲(chǔ)器地址鎖存/尋址、讀存儲(chǔ)器、"+ l"邏輯運(yùn)算、寫存儲(chǔ)器四個(gè)操作步驟，從而在兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期內(nèi)完 成APD統(tǒng)計(jì)測(cè)量的電平統(tǒng)計(jì)功能。雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器提供兩套相互獨(dú)立的訪問(wèn)端口 其中一套訪問(wèn)端口面向 電平統(tǒng)計(jì)模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)使用；另一套訪問(wèn)端口面向數(shù)據(jù)接口邏輯模塊，供 用戶查詢測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)使用。SPI總線仿真模塊將面向用戶的測(cè)量數(shù)據(jù)輸出端口仿真成一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)SPI的電可擦除只讀存儲(chǔ)器(E2PROM); I2C總線仿真模塊將將面向用戶的測(cè)量數(shù)據(jù) 輸出端口仿真成一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)I2C的E2PROM。本發(fā)明的APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x與現(xiàn)有的超外差EMI測(cè)量接收機(jī)或頻譜分析 儀配合使用將接收機(jī)調(diào)諧在目標(biāo)頻率上，或頻譜儀工作在點(diǎn)頻(O掃頻范圍) 模式，用其末級(jí)中頻輸出或包絡(luò)檢波輸出作為本測(cè)量?jī)x的輸入信號(hào)，即可完成 APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量。測(cè)量過(guò)程使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制完成。對(duì)于從接收機(jī)中頻輸出的信號(hào)，由于具有很大動(dòng)態(tài)范圍，故由對(duì)數(shù)壓縮電 路將信號(hào)的包絡(luò)檢出，并轉(zhuǎn)換到對(duì)數(shù)域表示。而對(duì)于從接收機(jī)包絡(luò)檢波端口輸 出的待測(cè)信號(hào)，由于已經(jīng)完成了對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，故由輸入選擇開關(guān)旁路跨過(guò)對(duì)數(shù)壓 縮電路；隨即中頻包絡(luò)電壓被送入模/數(shù)采樣電路，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入數(shù)字信號(hào) 處理電路。數(shù)字信號(hào)處理電路完成APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量的核心操作，即電平統(tǒng)計(jì)處理。 得到的結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)SPI或I2C總線接口輸出。所有的數(shù)字信號(hào)處理電路功能均 在一片現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件上實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，在FPGA上還實(shí)現(xiàn)了模 /數(shù)采樣級(jí)的采樣時(shí)鐘發(fā)生電路。本發(fā)明的有益效果是-本發(fā)明的APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x通過(guò)連接到傳統(tǒng)EMI接收機(jī)或頻譜儀的中頻 輸出或包絡(luò)檢波輸出端口，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)線電信號(hào)或電磁噪聲的APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè) 量，指標(biāo)滿足CISPR所建議的原則要求。在本發(fā)明中采用了一系列的獨(dú)特設(shè)計(jì)，使得在進(jìn)行無(wú)間斷連續(xù)測(cè)量過(guò)程中， 用戶可以實(shí)時(shí)地訪問(wèn)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)而不需暫停測(cè)量過(guò)程；用戶數(shù)據(jù)訪問(wèn)端采用 了 SPI和I2C總線仿真接口技術(shù)，使得用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)的SPI或I2C訪問(wèn)時(shí)序 來(lái)訪問(wèn)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)，方便與各種控制器搭建測(cè)量系統(tǒng)，提高了使用的靈活性。使用本發(fā)明的APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x可以與傳統(tǒng)的EMI測(cè)量接收機(jī)搭建成 APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量系統(tǒng)，它充分借助了傳統(tǒng)接收機(jī)前級(jí)射頻信號(hào)處理電路的功 能，并結(jié)合了 APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量方法的優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)楦骺蒲袡C(jī)構(gòu)、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室 的現(xiàn)有設(shè)備擴(kuò)展APD測(cè)量功能，而無(wú)需重新購(gòu)置昂貴的新設(shè)備，從而節(jié)約資金 和外匯。


圖1 APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x原理框圖；圖2對(duì)數(shù)壓縮電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述 l.幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x如圖1所示，該測(cè)量?jī)x包括對(duì)數(shù)壓縮電路、模/數(shù)采樣電路、數(shù)字信號(hào)處理 電路；測(cè)量?jī)x具有"中頻信號(hào)"和"包絡(luò)檢波"兩個(gè)輸入端口供選擇，可使用 傳統(tǒng)電磁騷擾測(cè)量接收機(jī)的末級(jí)中頻輸出或包絡(luò)檢波輸出作為輸入信號(hào)；數(shù)字 信號(hào)處理電路在一片現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件上實(shí)現(xiàn)，由先進(jìn)先出隊(duì)列(FIFO)、 電平統(tǒng)計(jì)模塊、雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)接口邏輯、SPI和I2C總線仿真模塊組成。中頻信號(hào)經(jīng)對(duì)數(shù)壓縮電路進(jìn)行包絡(luò)檢波和對(duì)數(shù)壓縮以擴(kuò)展測(cè)量動(dòng)態(tài)，得到的 包絡(luò)電壓或直接由包絡(luò)檢波端口輸入的信號(hào)進(jìn)入模/數(shù)采樣電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號(hào)，然后送入數(shù)字信號(hào)處理電路進(jìn)行處理。數(shù)字信號(hào)首先進(jìn)入FIFO進(jìn)行緩沖，以實(shí)現(xiàn)處理數(shù)據(jù)負(fù)荷的平衡。緩沖后的信號(hào)隨即進(jìn)入電平統(tǒng)計(jì)模塊進(jìn)行相應(yīng)電平的累加計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)測(cè)量的結(jié)果數(shù)據(jù)暫存在雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器中。測(cè)量結(jié)果通過(guò)SPI總線仿真接口或I2C總線仿真接口供用戶查詢或調(diào)用。2.對(duì)數(shù)壓縮電路對(duì)數(shù)壓縮電路對(duì)中頻信號(hào)完成以下運(yùn)算式中^ ,為輸出電壓；p;為電壓轉(zhuǎn)換斜率或稱對(duì)數(shù)斜率， 一般取以io為底的對(duì)數(shù)，此情況下^也是每分貝電壓；P^,為輸入中頻信號(hào)的包絡(luò)電壓；f^為對(duì)數(shù)截距電壓。如圖2所示為對(duì)數(shù)壓縮電路原理圖，由一片型號(hào)為AD8310的逐級(jí)檢波對(duì)數(shù) 放大器完成包絡(luò)檢波和對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換。來(lái)自接收機(jī)的中頻信號(hào)由端口RFIN輸入，輸 入端通過(guò)并聯(lián)電阻RF1取得與接收機(jī)50Q中頻輸出端口的阻抗匹配。信號(hào)經(jīng)電 容C49交流耦合輸入至AD8310的管腳INHI; AD8310按輸入單端方式工作，經(jīng) 過(guò)檢波和對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后的對(duì)數(shù)包絡(luò)電壓由管腳VOUT輸出，經(jīng)過(guò)電阻RF5送往下一 級(jí)模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端ANAIN。對(duì)于某些提供經(jīng)對(duì)數(shù)壓縮后的包絡(luò)檢波輸出端口，也稱視頻輸出端口的EMI 測(cè)量接收機(jī)或頻譜分析儀，在采用這類設(shè)備配合APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè) 時(shí)，則可以省略對(duì)數(shù)壓縮電路，將該端口的信號(hào)直接送進(jìn)模/數(shù)采樣級(jí)電路進(jìn)行處理。3.雙倍數(shù)據(jù)速率(DDR)電平統(tǒng)計(jì)模塊在電平統(tǒng)計(jì)模塊中將隨機(jī)存儲(chǔ)器的地址端口、讀數(shù)據(jù)端口、寫數(shù)據(jù)端口分 立設(shè)計(jì)，并在操作時(shí)鐘的上升沿和下降沿分別完成存儲(chǔ)器地址鎖存/尋址、讀存 儲(chǔ)器、"+l"邏輯運(yùn)算、寫存儲(chǔ)器四個(gè)操作步驟，從而在兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期內(nèi)完 成APD統(tǒng)計(jì)測(cè)量的電平統(tǒng)計(jì)功能。在執(zhí)行APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量的過(guò)程中，實(shí)際上完成的是對(duì)模/數(shù)采樣的各量化 電平的采樣點(diǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，在這個(gè)電平統(tǒng)計(jì)結(jié)果上才能進(jìn)一步完成APD分 布的計(jì)算。在一個(gè)采樣周期內(nèi)需要完成的操作包括了下面四個(gè)步驟 一，將采 樣值數(shù)據(jù)鎖存，并作為地址信息對(duì)隨機(jī)存儲(chǔ)器尋址；二，將存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)地址的 存儲(chǔ)單元中的計(jì)數(shù)數(shù)值讀出；三，對(duì)該數(shù)值做"+l"運(yùn)算；四，將處理后的數(shù) 據(jù)寫回隨機(jī)存儲(chǔ)器的同一地址存儲(chǔ)單元。由此可見，常規(guī)的設(shè)計(jì)將使用4個(gè)操作時(shí)鐘周期完成上述的數(shù)據(jù)處理操作 循環(huán)，這就要求APD統(tǒng)計(jì)電路以采樣時(shí)鐘的4倍以上的速度運(yùn)行，限制了測(cè)量 裝置處理速度。本發(fā)明采用了獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu)和時(shí)序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了雙倍數(shù)據(jù)速率 (DDR)電平統(tǒng)計(jì)模塊，使得上述操作可以在兩個(gè)操作時(shí)鐘周期內(nèi)完成，即電平 統(tǒng)計(jì)模塊電路的操作時(shí)鐘只需是采樣時(shí)鐘的二倍頻即可，提升了器件速度上的 潛力。具體方法參見圖1，電平統(tǒng)計(jì)模塊由框圖中的地址鎖存、"+l"邏輯運(yùn)算、 雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器以及它們之間的連接端口組成。將雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器電平統(tǒng) 計(jì)側(cè)(左側(cè))的地址端口 (圖中"地址l")、數(shù)據(jù)讀端口 (圖中"數(shù)據(jù)讀l")、 數(shù)據(jù)寫端口 (圖中"數(shù)據(jù)寫1")分立設(shè)置，并在操作時(shí)鐘的上升沿和下降沿均進(jìn)行相應(yīng)步驟的操作。4.雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器(DPRAM)雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器提供兩套相互獨(dú)立的訪問(wèn)端口 其中 一套訪問(wèn)端口面向 電平統(tǒng)計(jì)模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)使用；另一套訪問(wèn)端口面向數(shù)據(jù)接口邏輯模塊，供 用戶查詢測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)使用。測(cè)量過(guò)程中的電平統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)暫存在隨機(jī)存儲(chǔ)器中。按照常規(guī)的單端口存儲(chǔ) 器設(shè)計(jì)，如果用戶在測(cè)量過(guò)程中要訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)，必須暫停測(cè)量，否則可能導(dǎo) 致存儲(chǔ)器訪問(wèn)沖突而造成存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)被破壞。在保證無(wú)間斷連續(xù)測(cè)量的前 提條件下，常規(guī)設(shè)計(jì)將會(huì)出現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中的盲等待現(xiàn)象，即不到一個(gè)測(cè)量周期 結(jié)束(CISPR規(guī)定為2分鐘)，用戶就無(wú)法訪問(wèn)測(cè)量數(shù)據(jù)。在本發(fā)明中采用了雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器(DPRAM)技術(shù)，有效地解決了無(wú)間斷 測(cè)量和測(cè)量盲等待之間的矛盾。執(zhí)行測(cè)量任務(wù)的"電平統(tǒng)計(jì)模塊"和負(fù)責(zé)向用 戶輸出數(shù)據(jù)的"數(shù)據(jù)接口邏輯"模塊分別對(duì)DPRAM的不同端口進(jìn)行訪問(wèn)，避免 了同時(shí)操作可能引起的訪問(wèn)沖突。利用本設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)間斷測(cè)量過(guò)程中測(cè)量 結(jié)果數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)輸出。5.SPI總線仿真為使本測(cè)量?jī)x能夠方便靈活地與各類控制器搭配使用，用戶數(shù)據(jù)訪問(wèn)端提 供了 SPI總線仿真接口，具體方法是在數(shù)字信號(hào)處理電路中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)SPI 總線仿真接口模塊，參見圖1中的"SPI總線仿真"模塊，通過(guò)它將測(cè)量?jī)x仿真成一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)SPI總線電路接口的E2PROM存儲(chǔ)器。用戶可以使用標(biāo)準(zhǔn)的SPI 總線訪問(wèn)時(shí)序來(lái)訪問(wèn)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)。 6. I2C總線仿真用戶數(shù)據(jù)訪問(wèn)端還提供了I2C總線仿真接口，具體方法是在數(shù)字信號(hào)處理電路中實(shí)現(xiàn)了一個(gè)12C從機(jī)接口模塊，參見圖1中的"12(:總線仿真"模塊，通過(guò)它將測(cè)量?jī)x仿真成一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)I2C總線電路接口的E2PROM存儲(chǔ)器。用戶可 以使用標(biāo)準(zhǔn)的i2c總線訪問(wèn)時(shí)序來(lái)訪問(wèn)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)。SPI或I2C總線仿真模塊的功能都是將IP核仿真成一片可以使用標(biāo)準(zhǔn)訪問(wèn) 時(shí)序進(jìn)行串行訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，用戶可以通過(guò)一個(gè)控制電平信號(hào)來(lái)選擇使用SPI 或lt總線。
權(quán)利要求
1.一種幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，其特征是該測(cè)量?jī)x包括對(duì)數(shù)壓縮電路、模/數(shù)采樣電路、數(shù)字信號(hào)處理電路；數(shù)字信號(hào)處理電路包含先進(jìn)先出隊(duì)列、電平統(tǒng)計(jì)模塊、雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)接口邏輯、串行外圍接口和兩線式串行接口總線仿真模塊；數(shù)字信號(hào)處理電路在一片現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件上實(shí)現(xiàn)，該測(cè)量?jī)x使用傳統(tǒng)電磁騷擾測(cè)量接收機(jī)的末級(jí)中頻輸出或包絡(luò)檢波輸出作為輸入信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，其特征是使 用對(duì)數(shù)壓縮電路擴(kuò)展測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍，采用逐級(jí)檢波對(duì)數(shù)放大器對(duì)中頻輸入端口 的信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波和對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，將中頻信號(hào)的包絡(luò)電壓轉(zhuǎn)換到對(duì)數(shù)域以分貝 單位表示，從而在有限分辨率的模/數(shù)轉(zhuǎn)換條件下獲得分貝電平的線性分層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，其特征是在 電平統(tǒng)計(jì)模塊中將隨機(jī)存儲(chǔ)器的地址端口、讀數(shù)據(jù)端口、寫數(shù)據(jù)端口分立設(shè)計(jì)， 并在操作時(shí)鐘的上升沿和下降沿分別完成存儲(chǔ)器地址鎖存/尋址、讀存儲(chǔ)器、"+ l" 邏輯運(yùn)算、寫存儲(chǔ)器四個(gè)操作步驟，從而在兩個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期內(nèi)完成幅度概率 分布統(tǒng)計(jì)測(cè)量的電平統(tǒng)計(jì)功能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，其特征是雙 端口隨機(jī)存儲(chǔ)器提供兩套相互獨(dú)立的訪問(wèn)端口 其中 一套訪問(wèn)端口面向電平統(tǒng) 計(jì)模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)使用；另一套訪問(wèn)端口面向數(shù)據(jù)接口邏輯模塊，供用戶査 詢測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)使用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，其特征是串 行外圍接口總線仿真模塊面向用戶的測(cè)量數(shù)據(jù)輸出端口仿真成一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)串 行外圍接口的電可擦除只讀存儲(chǔ)器；
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種幅度概率分布統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，其特征是兩線式串行接口總線仿真模塊面向用戶的測(cè)量?jī)删€式串行接口的電可擦除只讀存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種幅度概率分布(APD)統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量?jī)x，屬于無(wú)線電信號(hào)及干擾測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。測(cè)量?jī)x由對(duì)數(shù)壓縮電路、模/數(shù)采樣電路、數(shù)字信號(hào)處理(DSP)電路構(gòu)成。DSP部分含采樣時(shí)鐘發(fā)生電路，在一片現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件上實(shí)現(xiàn)。采用了雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)無(wú)間斷測(cè)量過(guò)程中的實(shí)時(shí)結(jié)果輸出；采用存儲(chǔ)器地址總線、數(shù)據(jù)讀總線、數(shù)據(jù)寫總線分立設(shè)計(jì)和時(shí)鐘雙邊沿處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高效率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理；采用SPI和I²C總線仿真技術(shù)提供了兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，為連接各類控制器提供了靈活友好的界面。應(yīng)用本發(fā)明，將輸入端連接到傳統(tǒng)電磁騷擾測(cè)量接收機(jī)的末級(jí)中頻輸出或包絡(luò)檢波輸出端口，可以完成對(duì)無(wú)線電信號(hào)或電磁騷擾的APD統(tǒng)計(jì)參量測(cè)量。
文檔編號(hào)G01R29/08GK101324646SQ20081011720
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
發(fā)明者宋起柱, 尹紀(jì)新, 飛 楊, 斐 沙, 王俊峰, 王國(guó)棟, 王文儉, 闞潤(rùn)田, 嵩 陳 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)