專利名稱：一種高頻周期信號(hào)的采樣方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采樣技術(shù)，更具體地涉及一種高頻周期信號(hào)的采樣方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代電子信息技術(shù)數(shù)據(jù)處理的速度越來越快，像電腦、手機(jī)、移動(dòng)電視、GPS導(dǎo)航、 RFID不停車收費(fèi)等裝置，通信頻率都達(dá)到G的數(shù)量級(jí)，這些產(chǎn)品的研發(fā)和制造離不開高頻 數(shù)字示波器，它們是研發(fā)人員的眼睛。在數(shù)字示波器中對(duì)輸入信號(hào)先要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號(hào)，再作處理和顯示。A/D轉(zhuǎn)換器的速度決定了儀器的采樣速率，也決定了儀器的最高工作 頻率指標(biāo)，即能夠測量并顯示的信號(hào)頻率上限。儀器的價(jià)格隨著測量頻率指標(biāo)的提升而急 劇升高。一臺(tái)G級(jí)的電子測量儀一般要數(shù)十萬元人民幣，而且基本上是國外進(jìn)口。目前單 個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器件的速度還很難達(dá)到G級(jí)這么高，而且百兆以上的A/D器件價(jià)格昂貴。高頻信號(hào)通常是穩(wěn)定的周期信號(hào)或階段穩(wěn)定周期信號(hào)，可以用較低的采樣頻率， 即用低速A/D器件來實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻周期信號(hào)的采樣和再現(xiàn)，這種采樣和再現(xiàn)技術(shù)叫等效采 樣，現(xiàn)有100M以上高頻數(shù)字存儲(chǔ)示波器都帶有等效采樣功能，有多種方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)周期信 號(hào)的等效采樣，例如雙斜積分法或游標(biāo)尺法。這些方法的硬件電路復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，精度差， 許多儀器采用這類方法，名義上具有等效采用功能，卻不能實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻信號(hào)的測量和恢復(fù)。因此，有必要提供一種改進(jìn)的高頻周期信號(hào)的采樣方法和系統(tǒng)來克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高頻周期信號(hào)的采樣方法，能夠有效地利用低速A/D對(duì) 高頻周期信號(hào)進(jìn)行采樣和恢復(fù)，采樣精度高、可控性強(qiáng)。本發(fā)明的另一目的是提供一種高頻周期信號(hào)的采樣系統(tǒng)，能夠有效地對(duì)高頻周期 信號(hào)進(jìn)行采樣和恢復(fù)，系統(tǒng)簡單，采樣精度高、可控性強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高頻周期信號(hào)的采樣方法，包括步驟利用采 樣信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并存儲(chǔ)經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)；對(duì)輸入信號(hào)及采樣信號(hào) 進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，獲得輸入信號(hào)和采樣信號(hào)的頻率比；利用輸入信號(hào)和采樣信號(hào)的頻率比對(duì) 存儲(chǔ)的經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而恢復(fù)輸入信號(hào)；將恢復(fù)的輸入信號(hào) 輸出以顯示波形。較佳地，在利用采樣信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣前，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理及電 平比較，同時(shí)對(duì)所述輸入信號(hào)及采樣信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，將所述采樣信號(hào)作為啟動(dòng)頻率計(jì) 數(shù)及結(jié)束頻率計(jì)數(shù)的時(shí)鐘。較佳地，利用周期遞推算法對(duì)經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使對(duì)輸 入信號(hào)的采樣值分布在所述輸入信號(hào)的一個(gè)周期中的不同位置上，重構(gòu)輸入信號(hào)一個(gè)周期 的函數(shù)圖形，進(jìn)而重復(fù)所述周期函數(shù)圖形以恢復(fù)整個(gè)輸入信號(hào)。較佳地，利用周期遞推算法確定每一所述采樣值在所述輸入信號(hào)的一個(gè)周期中的
4位置排序由下式算出
權(quán)利要求
1.一種高頻周期信號(hào)的采樣方法，其特征在于包括步驟利用采樣信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并存儲(chǔ)經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)； 對(duì)輸入信號(hào)及采樣信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，獲得輸入信號(hào)和采樣信號(hào)的頻率比； 利用輸入信號(hào)和采樣信號(hào)的頻率比對(duì)存儲(chǔ)的經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處 理，從而恢復(fù)輸入信號(hào)；將恢復(fù)的輸入信號(hào)輸出以顯示波形。
2.如權(quán)利要求1所述的采樣方法，其特征在于，在利用采樣信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣 前，將輸入信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理及電平比較，同時(shí)對(duì)所述輸入信號(hào)及采樣信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)， 將所述采樣信號(hào)作為啟動(dòng)頻率計(jì)數(shù)及結(jié)束頻率計(jì)數(shù)的時(shí)鐘。
3.如權(quán)利要求1所述的采樣方法，其特征在于，利用周期遞推算法對(duì)經(jīng)采樣后的輸入 信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使對(duì)輸入信號(hào)的采樣值分布在所述輸入信號(hào)的一個(gè)周期中的不 同位置上，重構(gòu)輸入信號(hào)一個(gè)周期的函數(shù)圖形，進(jìn)而重復(fù)所述周期函數(shù)圖形以恢復(fù)整個(gè)輸 入信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的采樣方法，其特征在于，利用周期遞推算法確定每一所述采樣 值在所述輸入信號(hào)的一個(gè)周期中的位置排序由下式算出
5.如權(quán)利要求3所述的采樣方法，其特征在于，在利用周期遞推算法恢復(fù)和再現(xiàn)輸入 信號(hào)時(shí)，利用誤差補(bǔ)償及校正算法進(jìn)行誤差補(bǔ)償及校正處理，以準(zhǔn)確確定各順序采樣點(diǎn)在 輸入信號(hào)一個(gè)周期中的不同位置上。
6.一種高頻周期信號(hào)的采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括采樣單元，利用采樣信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并存儲(chǔ)經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)； 頻率計(jì)數(shù)單元，用于對(duì)輸入信號(hào)及采樣信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，獲得所述輸入信號(hào)和采樣 信號(hào)的頻率比；數(shù)據(jù)處理單元，利用所述輸入信號(hào)和采樣信號(hào)的頻率比對(duì)存儲(chǔ)的經(jīng)采樣后的輸入信號(hào) 的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而恢復(fù)輸入信號(hào)；顯示單元，用于將恢復(fù)的輸入信號(hào)輸出以顯示波形。
7.如權(quán)利要求6所述的采樣系統(tǒng)，其特征在于，還包括信號(hào)調(diào)理單元，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行 信號(hào)調(diào)理，并將進(jìn)行調(diào)理后的輸入信號(hào)發(fā)送到采樣單元進(jìn)行采樣。
8.如權(quán)利要求6所述的采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣單元包括A/D轉(zhuǎn)換模塊，利用采樣信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣以實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求6所述的采樣系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括信號(hào)恢復(fù)模塊，利用周期遞推算法對(duì)經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而 恢復(fù)整個(gè)輸入信號(hào)；誤差補(bǔ)償及校正模塊，對(duì)采用點(diǎn)的位置進(jìn)行誤差補(bǔ)償及校正處理，以確定各順序采樣 點(diǎn)在輸入信號(hào)一個(gè)周期中的正確位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高頻周期信號(hào)的采樣方法，包括步驟利用采樣信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣，并存儲(chǔ)經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)；對(duì)輸入信號(hào)及采樣信號(hào)進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)，獲得輸入信號(hào)和采樣信號(hào)的頻率比；利用輸入信號(hào)和采樣信號(hào)的頻率比對(duì)存儲(chǔ)的經(jīng)采樣后的輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而恢復(fù)輸入信號(hào)；將恢復(fù)的輸入信號(hào)輸出以顯示波形。本發(fā)明高頻周期信號(hào)的采樣方法，能夠有效地利用低速A/D對(duì)高頻周期信號(hào)進(jìn)行采樣和恢復(fù)，采樣精度高、可控性強(qiáng)。本發(fā)明還公開了一種高頻周期信號(hào)的采樣系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H03M1/54GK102098051SQ20101062025
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者余成, 曹亞斌, 李強(qiáng), 賴樹明, 黃光標(biāo) 申請人:余成