一种并行组合采样系统信号重构方法

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1、62航天电子对抗第30卷第1期一种并行组合采样系统信号重构方法吴玲玲(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081)摘要：提出了在并行组合采样系统这种多通道组合采样系统中，对于时基非同步信号，使用插值算法对组合信号进行重构的方法。实际的并行组合采样中，由于各采样通道之间的采样时钟相位控制存在时基偏差，引起了采样信号的时间非同步，导致采样波形非线性失真。为补偿系统的无杂散动态范围和实际信噪比，有效地还原信号原貌，需要对采样序列进行信号重构。提出了用插值算法来重构信号，实现对时基偏差的校正，并通过仿真验证，分析了此方法的可行性。关键词：组合采样；时基非同步

2、；信号重构；样条函数中图分类号：TN911．7文献标识码：AmethodOfsignalreconstructionforparallelcombinedsamplingsystemWuLingling(The54thResearchInstituteofCETC，Shijiazhuang050081，Hebei，China)Abst强ct：Inthemultichannelcombinedsamplingsystem，thetimebaseusuallyhasalittledi“erencebetweenchannels．Interp01ationisusedfo

3、rcompensation．Inapracticalcombinedsamplingsystem，clockphasecontrolbetweenmulti—channelshasatimebasedifference，bringingintheasynchronoussamplingsignals，thatisnon-lineardistortion．Amethodofsignalreconstructionisproposedforerroradjustment．Itissimulatedandvalidatedforitsfeasibility．Keyword

4、s：combinedsampling；timebaseasynchronous；signalreconstruction；spline0引言并行组合采样系统是利用有限个并行采样信道所得到的数据值组合成信号，是比单路采样动态范围高的采样系统。实际的并行组合采样中，通道之间的采样时钟相位控制偏差(时基偏差)，引起了采样的时间非同步，导致采样波形非线性失真。为补偿系统的无杂散动态范围SFDR和实际信噪比SNR，有效地还原信号原貌，需要对采样序列进行信号重构。信号重构，就是利用多个采样所得到的数据值按照一定的法则进行运算，以确定原始未知信号在所需的各个理想时间点上的值。由于

5、并行多片A／D存在通道间的增益误差、时间误差，无法获得高质量的信号。在时间误差的校正方面，目前有频谱重构法[13恢复原始信号和利用全通滤波器进行补偿。这两种方法虽然能很好地恢复信号，但运算复杂，硬件资源占用率高。本文提出了用收稿日期：2013—10—2l；2014～01—07修回。作者简介：吴玲玲(1982～)，女，工程师，主要研究方向为数字信号处理。插值算法来重构信号，实现对时基偏差的校正，仿真实验验证了此方法的可行性。1并行组合采样系统并行组合采样系统的目标是在不改变原采样系统的量化电平的条件下提高采样器的动态范围。采取的实现方法如图1所示，原采样器的量化电平2

6、／65535≈30．5”V，采样动态(一lV，1V)。对于大幅度信号，如图1(a)所示，直接用采样器采样，必然会溢出使信号失真。先将信号向上偏移电平o．9156V，用并行组合采样系统中的采样器1采样，得到信号如图1(b)所示；将信号向下偏移电平o．9156V，用并行组合采样系统中的采样器2采样，得到信号如图1(c)所示；将采样器1和采样器2的信号组合，得到组合后的采样信号如图1(d)所示，输出并行组合采样系统的大幅度信号。图1所示为两个采样器组合成的并行组合采样系统，对于幅度大于2V的信号可以用三个采样器组合成并行组合采样系统，依此类推。型1)吴玲玲：一种并行组合采

7、样系统信号重构方法63时间／ms(c)采样2路信号(d)组合后信号图1并行组合采样系统的信号实际硬件并行组合采样系统中，采样器1和采样器2之间在采样时刻和幅度上可能存在误差，这就会使并行组合采样系统输出的大幅度信号有一定程度的失真，从信号频谱上反映出信号旁边出现杂散，采样的无杂散动态降低。因此在组合采样器1和采样器2的信号时需要对信号进行重构处理。2信号重构样条函数插值算法并行组合采样系统的信号重构过程如下，将一个采样器作为参考，对系统中的其它采样器的采样信号进行插值处理，以补偿采样器之间的采样时刻和幅度的不一致，得到重构后的采样器信号，然后再进行采样器问的信号