本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)，特別涉及一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的高速發(fā)展，信號(hào)鏈產(chǎn)品呈現(xiàn)高分辨率高轉(zhuǎn)換速率的特點(diǎn)，在射頻、雷達(dá)、音頻等領(lǐng)域，模擬信號(hào)的頻率會(huì)達(dá)到g赫茲以上級(jí)別。測(cè)量會(huì)直接影響數(shù)?；旌舷到y(tǒng)的有效性、安全性、可靠性。因此，信號(hào)測(cè)試端體現(xiàn)出高復(fù)雜性，高指標(biāo)，高成本的特點(diǎn)。

2、目前該類信號(hào)鏈產(chǎn)品的測(cè)試一般通過自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備協(xié)同高指標(biāo)的示波器與頻譜儀實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣與分析，測(cè)試成本非常高。通過測(cè)試方法設(shè)計(jì)獲得低成本的測(cè)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速信號(hào)參數(shù)的測(cè)試成為國(guó)內(nèi)集成電路領(lǐng)域的共同需求。

3、傳統(tǒng)等效采樣測(cè)試需要獲取準(zhǔn)確的輸入波形周期以及獲得穩(wěn)定的觸發(fā)時(shí)鐘保證采樣間隔，存在如處理流程復(fù)雜、系統(tǒng)資源占用多、時(shí)鐘精度難以達(dá)到要求等硬件問題。模擬信號(hào)非常依賴于測(cè)試硬件的指標(biāo)，專用測(cè)試系統(tǒng)或裝置存在硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度高，噪聲校準(zhǔn)難度大等問題。這些硬件設(shè)計(jì)要求讓等效采樣測(cè)試方法在以固有設(shè)備或儀器為主的測(cè)試平臺(tái)上，實(shí)施起來(lái)非常困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法及裝置，以解決背景技術(shù)中的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法及裝置，包括：

3、步驟s1：設(shè)定一個(gè)待測(cè)信號(hào)頻率f0，其周期為t0，確定頻率差δf，生成采樣頻率f1；

4、步驟s2：根據(jù)采樣頻率f1，生成采樣時(shí)鐘進(jìn)行測(cè)量，獲得電壓組v1(k)；

5、步驟s3：通過調(diào)整δf，生成不同新的采樣頻率f1并進(jìn)行測(cè)量，分別獲得電壓組{v2(k)}至{vn(k)}；

6、步驟s4：根據(jù)數(shù)據(jù)集{v1(k)，v2(k)，···，vn(k)}，恢復(fù)測(cè)量波形并計(jì)算相關(guān)測(cè)量值；

7、交流電壓u計(jì)算公式為：

8、，每一組{vn(k)}都對(duì)應(yīng)一個(gè)un；

9、相位φ定位公式：

10、；

11、在獲得排列后的整個(gè)波形周期的相位與電壓關(guān)系的基礎(chǔ)上，獲得關(guān)于信噪比、無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍、功率參數(shù)。

12、在一種實(shí)施方式中，所述步驟s1包括：根據(jù)待測(cè)信號(hào)頻率f0初設(shè)定一個(gè)頻率差δf，，通過控制頻率差確定采樣頻率f1，其周期為t1，確定對(duì)待測(cè)信號(hào)每個(gè)周期需要的采樣數(shù)n。

13、在一種實(shí)施方式中，確定采樣頻率f1的關(guān)系式為或者。

14、在一種實(shí)施方式中，所述步驟s2包括：根據(jù)測(cè)量的實(shí)際需要確定單個(gè)等效采樣周期內(nèi)的采樣點(diǎn)為n個(gè)，通過k表示第幾次采樣，k的取值范圍為0至n-1；在此情況下，單次測(cè)量點(diǎn)的電壓v（k）情況通過待測(cè)信號(hào)幅值vfs、待測(cè)信號(hào)頻率f1與位次k表示：

15、

16、當(dāng)測(cè)量次數(shù)k=n-1時(shí)停止測(cè)量，記為{v1(k)}。

17、在一種實(shí)施方式中，所述待測(cè)信號(hào)為周期電壓信號(hào)或周期電流信號(hào)。

18、本發(fā)明還提供了一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量裝置，包括循環(huán)計(jì)數(shù)器、頻率控制器、adc以及參數(shù)計(jì)算模塊；

19、所述頻率控制器確定頻率差δf，生成采樣頻率f1；

20、所述adc根據(jù)采樣頻率f1，生成采樣時(shí)鐘，通過采樣adc對(duì)待測(cè)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量；

21、所述循環(huán)計(jì)數(shù)器，在單次測(cè)量過程中測(cè)量位次k的計(jì)數(shù)與多次測(cè)量過程中組別vn(k)中n的計(jì)數(shù)；

22、所述參數(shù)計(jì)算模塊根據(jù)數(shù)據(jù)集{v1(k)，v2(k)，···，vn(k)}，恢復(fù)測(cè)量波形并計(jì)算相關(guān)測(cè)量值。

23、在一種實(shí)施方式中，所述頻率控制器根據(jù)輸入的待測(cè)信號(hào)頻率f0初設(shè)定一個(gè)頻率差δf，通過控制頻率差確定采樣頻率f1及其周期為t1，確定對(duì)待測(cè)信號(hào)每個(gè)周期需要的采樣數(shù)n。

24、在一種實(shí)施方式中，所述循環(huán)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)測(cè)量組別記為n，測(cè)量位次為k，當(dāng)測(cè)量次數(shù)k=n-1時(shí)停止測(cè)量，完成一組測(cè)試后，修改δf，并根據(jù)原則生成新的f1，重復(fù)步驟獲得第二組測(cè)量值{v2(k)}，根據(jù)需要的測(cè)量點(diǎn)數(shù)完成至{vn(k)}的測(cè)量。

25、本發(fā)明提供的一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法及裝置，通過采樣頻率控制形成與待測(cè)試信號(hào)頻率差變換降低硬件要求，在較寬的設(shè)備、儀器可實(shí)現(xiàn)的前提下，提供一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法及裝置，減小設(shè)備占用，降低測(cè)試難度，降低測(cè)試成本，快速獲得穩(wěn)定準(zhǔn)確的模擬信號(hào)參數(shù)測(cè)量結(jié)果。

技術(shù)特征：

1.一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟s1包括：根據(jù)待測(cè)信號(hào)頻率f0初設(shè)定一個(gè)頻率差δf，，通過控制頻率差確定采樣頻率f1，其周期為t1，確定對(duì)待測(cè)信號(hào)每個(gè)周期需要的采樣數(shù)n。

3.如權(quán)利要求2所述的基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法，其特征在于，確定采樣頻率f1的關(guān)系式為或者。

4.如權(quán)利要求1所述的基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟s2包括：根據(jù)測(cè)量的實(shí)際需要確定單個(gè)等效采樣周期內(nèi)的采樣點(diǎn)為n個(gè)，通過k表示第幾次采樣，k的取值范圍為0至n-1；在此情況下，單次測(cè)量點(diǎn)的電壓v（k）情況通過待測(cè)信號(hào)幅值vfs、待測(cè)信號(hào)頻率f1與位次k表示：

5.如權(quán)利要求1所述的基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法，其特征在于，所述待測(cè)信號(hào)為周期電壓信號(hào)或周期電流信號(hào)。

6.一種基于權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述方法的測(cè)量裝置，其特征在于，包括循環(huán)計(jì)數(shù)器、頻率控制器、adc以及參數(shù)計(jì)算模塊；

7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述頻率控制器根據(jù)輸入的待測(cè)信號(hào)頻率f0初設(shè)定一個(gè)頻率差δf，通過控制頻率差確定采樣頻率f1及其周期為t1，確定對(duì)待測(cè)信號(hào)每個(gè)周期需要的采樣數(shù)n。

8.如權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于，所述循環(huán)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)測(cè)量組別記為n，測(cè)量位次為k，當(dāng)測(cè)量次數(shù)k=n-1時(shí)停止測(cè)量，完成一組測(cè)試后，修改δf，并根據(jù)原則生成新的f1，重復(fù)步驟獲得第二組測(cè)量值{v2(k)}，根據(jù)需要的測(cè)量點(diǎn)數(shù)完成至{vn(k)}的測(cè)量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種基于相對(duì)頻率控制的模擬信號(hào)測(cè)量方法及裝置，屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)定一個(gè)待測(cè)信號(hào)頻率F<subgt;0</subgt;，其周期為T<subgt;0</subgt;，確定頻率差Δf，生成采樣頻率F<subgt;1</subgt;；根據(jù)采樣頻率F<subgt;1</subgt;，生成采樣時(shí)鐘進(jìn)行測(cè)量，獲得電壓組V<subgt;1</subgt;(k)；通過調(diào)整Δf，生成不同新的采樣頻率F<subgt;1</subgt;并進(jìn)行測(cè)量，分別獲得電壓組{V<subgt;2</subgt;(k)}至{V<subgt;n</subgt;(k)}；根據(jù)數(shù)據(jù)集{V<subgt;1</subgt;(k)，V<subgt;2</subgt;(k)，···，V<subgt;n</subgt;(k)}，恢復(fù)測(cè)量波形并計(jì)算相關(guān)測(cè)量值。本發(fā)明能夠減小設(shè)備占用，降低測(cè)試難度，降低測(cè)試成本，快速獲得穩(wěn)定準(zhǔn)確的模擬信號(hào)參數(shù)測(cè)量結(jié)果。

技術(shù)研發(fā)人員：壽開元,季偉偉,解維坤,葛云俠,陳宇軒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6