本發(fā)明涉及一種信號高頻衰減自適應(yīng)分段校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

在傳輸路徑一定的條件下，信號衰減隨頻率的增加而增加。針對這種問題通常的處理方法為在硬件電路上增加額外的放大器來對衰減進(jìn)行補(bǔ)償，這種做法的缺點是需增加額外的元器件，導(dǎo)致成本較高；且電路的改動需要經(jīng)過嚴(yán)格、充分地硬件測試導(dǎo)致周期變長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上問題，本發(fā)明提出一種基于等分法的、信號高頻衰減自適應(yīng)分段校準(zhǔn)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：

一種信號高頻衰減自適應(yīng)分段校準(zhǔn)方法，包括如下步驟：

假設(shè)Fs為當(dāng)前頻率分段的起始頻率，F(xiàn)e為截止頻率（單位為Hz），其中Fs≤Fe；

（1）將當(dāng)前頻率分段的頻段范圍Fe-Fs進(jìn)行N(N>1)等分，在從Fs到Fe的頻率范圍內(nèi)以(Fe-Fs)/N為步長的N+1個不同頻率點輸出信號，然后對該信號的幅值進(jìn)行實際測量并記錄；根據(jù)此N+1個數(shù)據(jù)散點采用最小二乘法擬合出在本頻率分段的校準(zhǔn)曲線并計算出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，使用該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對前述N+1個頻率點的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，如果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)滿足幅值的精度要求，則將此分段結(jié)果和校準(zhǔn)曲線存儲，此分段校準(zhǔn)過程完畢；如果有任意一個頻率點信號幅值精度不滿足要求，則將當(dāng)前頻率分段的范圍等分成M（M>1）個子分段，將當(dāng)前子分段數(shù)定義為p，進(jìn)入第（2）步；

（2）將子分段1（p=1）的起始頻率設(shè)置為Fs，截止頻率設(shè)置為Fs+p* (Fe-Fs)/M，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段1校準(zhǔn)完成，即子分段1截止頻率為Fs+ (Fe-Fs)/M；

（3）將子分段2（p=2）的起始頻率設(shè)置為Fs+(Fe-Fs)/ M，截止頻率設(shè)置為Fs+p*(Fe-Fs)/ M，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段2校準(zhǔn)完成，即子分段2截止頻率為Fs+2*(Fe-Fs)/ M；

（4）按照上述步驟進(jìn)行，即各下一子分段的起始頻率為上一子分段的截止頻率；直到進(jìn)行到p=（M-1）子分段時，子分段（M-1）的截止頻率為Fs+(M-1)*(Fe-Fs)/ M；

（5）將子分段M的起始頻率設(shè)置為Fs+(M-1)*(Fe-Fs)/ M，截止頻率設(shè)置為Fe，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段M校準(zhǔn)完成，當(dāng)前分段校準(zhǔn)過程完成。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

1、 成本低：不需要增加額外的元器件，只需要利用現(xiàn)有的PC機(jī)及校準(zhǔn)儀器即可搭建自動校準(zhǔn)平臺。

2、 周期短，只需開發(fā)對待校準(zhǔn)設(shè)備及校準(zhǔn)儀器進(jìn)行自動控制的程序即可，開發(fā)、調(diào)試周期短。

3、 全自動，整個過程無需人工干預(yù)。

4、效果明顯，校準(zhǔn)后的信號幅值精度比校準(zhǔn)前有明顯的改善。

附圖說明

圖1為曲線擬合示意圖。

圖2為校準(zhǔn)前后效果對比圖。

具體實施方式

實施例1

一種信號高頻衰減自適應(yīng)分段校準(zhǔn)方法，包括如下步驟：

假設(shè)Fs為當(dāng)前頻率分段的起始頻率，F(xiàn)e為截止頻率（單位為Hz），其中Fs≤Fe；

（1）將當(dāng)前頻率分段的頻段范圍Fe-Fs進(jìn)行N(N>1)等分，在從Fs到Fe的頻率范圍內(nèi)以(Fe-Fs)/N為步長的N+1個不同頻率點輸出信號，然后對該信號的幅值進(jìn)行實際測量并記錄；根據(jù)此N+1個數(shù)據(jù)散點采用最小二乘法擬合出在本頻率分段的校準(zhǔn)曲線并計算出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，使用該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對前述N+1個頻率點的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，如果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)滿足幅值的精度要求，則將此分段結(jié)果和校準(zhǔn)曲線存儲，此分段校準(zhǔn)過程完畢；如果有任意一個頻率點信號幅值精度不滿足要求，則將當(dāng)前頻率分段的范圍等分成M（M>1）個子分段，將當(dāng)前子分段數(shù)定義為p，進(jìn)入第（2）步；

（2）將子分段1（p=1）的起始頻率設(shè)置為Fs，截止頻率設(shè)置為Fs+p* (Fe-Fs)/M，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段1校準(zhǔn)完成，即子分段1截止頻率為Fs+ (Fe-Fs)/M；

（3）將子分段2（p=2）的起始頻率設(shè)置為Fs+(Fe-Fs)/ M，截止頻率設(shè)置為Fs+p*(Fe-Fs)/ M，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段2校準(zhǔn)完成，即子分段2截止頻率為Fs+2*(Fe-Fs)/ M；

（4）按照上述步驟進(jìn)行，即各下一子分段的起始頻率為上一子分段的截止頻率；直到進(jìn)行到p=（M-1）子分段時，子分段（M-1）的截止頻率為Fs+(M-1)*(Fe-Fs)/ M；

（5）將子分段M的起始頻率設(shè)置為Fs+(M-1)*(Fe-Fs)/ M，截止頻率設(shè)置為Fe，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段M校準(zhǔn)完成，當(dāng)前分段校準(zhǔn)過程完成。

實施例2

假設(shè)初始頻率分段的起始頻率Fs為2M，截止頻率Fe為10M，頻率掃描的分段個數(shù)為80（即N=80），使用二等分法分段擬合（即M=2）；

（1）將當(dāng)前分段的頻段范圍2M~10M進(jìn)行80等分，在從2M到10M的頻率范圍內(nèi)以(10-2)/80=0.1M為步長的81個不同頻率點輸出信號，然后對該信號的幅值進(jìn)行實際測量并記錄。對當(dāng)前頻段內(nèi)的數(shù)據(jù)散點采用最小二乘法擬合出在本頻段的校準(zhǔn)曲線并計算出校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，使用該校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對前述當(dāng)前頻段內(nèi)的數(shù)據(jù)散點的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，如果補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)滿足幅值的精度要求，則將此分段結(jié)果和校準(zhǔn)曲線存儲，此分段校準(zhǔn)過程完畢。如果有任意一個頻率點信號幅值精度不滿足要求，則將當(dāng)前頻段的范圍進(jìn)行二等分分段，進(jìn)入第（2）步；

（2）將子分段1的起始頻率設(shè)置為2M，截止頻率設(shè)置為2+(10-2)/2=6M，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段1校準(zhǔn)完成，然后進(jìn)入第（3）步；

（3）將子分段2的起始頻率設(shè)置為2+(10-2)/2=6M，截止頻率設(shè)置為10M，然后重復(fù)第1步過程，直至子分段2校準(zhǔn)完成。

圖1為曲線擬合示意圖。該圖展示了根據(jù)散點數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合的原理與方法。圖2為校準(zhǔn)前后效果對比圖。如圖所示。該圖上半部分為校準(zhǔn)前被校準(zhǔn)設(shè)備的幅度-頻率曲線，下半部分為校準(zhǔn)后被校準(zhǔn)設(shè)備的幅度-頻率曲線。由于進(jìn)行整個頻域的校準(zhǔn)需耗費較長時間，因此該圖中只對2-10MHz頻率區(qū)間，即對應(yīng)圖2中兩條豎直線之間的區(qū)域進(jìn)行實際校準(zhǔn)。在校準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)，期望輸出幅值為6.7V，校準(zhǔn)前的幅值從6V到5.3V逐漸遞減，而校準(zhǔn)后的幅值基本保持在6.7V左右，可以看到在校準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)，校準(zhǔn)后的信號幅值精度比校準(zhǔn)前有明顯的改善。