專利名稱：用于接收機(jī)性能測(cè)試的頻譜分析算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻譜分析算法，尤其涉及一種用于接收機(jī)性能測(cè)試的頻譜分析算法， 屬于信號(hào)處理算法。
背景技術(shù)：
ADC動(dòng)態(tài)性能測(cè)試和IQ正交特性測(cè)試是接收機(jī)性能測(cè)試的關(guān)鍵指標(biāo)。目前對(duì)AD轉(zhuǎn)換器動(dòng)態(tài)特性測(cè)試主要有兩種已成體系的標(biāo)準(zhǔn)IEEE-1241和DYNAD。DYNAD基于標(biāo)準(zhǔn)ADC輸出信號(hào)的頻域的對(duì)稱性，僅研究0到
/5/2 (久為采樣頻率)范圍頻域，沒有考慮實(shí)際I、Q通道的不平衡造成復(fù)數(shù)信號(hào)的頻譜總會(huì)存在一定的鏡像。IEEE-1241雖然考察從-義/2到/5/2的整個(gè)頻域的性能，但和DYNAD — 樣都沒有對(duì)信噪比(SNR)加以研究。這兩種標(biāo)準(zhǔn)都沒有對(duì)具體的頻譜分析方法、窗函數(shù)選擇方法和不同能量譜線數(shù)量提取方法加以討論。至于IQ正交特性測(cè)試方法國(guó)內(nèi)雖有眾多研究，并沒有形成有效標(biāo)準(zhǔn)。另外，對(duì)于這些測(cè)試方案已有的討論都沒有涉及分析工具和測(cè)試精度。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問題
針對(duì)以上不足本發(fā)明提供了一種對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，確定窗函數(shù)的選擇方法，從而確定直流、信號(hào)、鏡像、諧波、噪聲及雜散等分量的提取方法和頻譜旁瓣數(shù)量的估算方法；在整個(gè)頻域完成ADC動(dòng)態(tài)性能測(cè)試和IQ正交特性測(cè)試，ADC動(dòng)態(tài)性能測(cè)試包含信噪
比(週忍)在內(nèi)五項(xiàng)指標(biāo)的用于接收機(jī)性能測(cè)試的頻譜分析算法。技術(shù)方案
一種用于接收機(jī)性能測(cè)試的頻譜分析算法，包括以下步驟
步驟1:對(duì)采集來的數(shù)據(jù)調(diào)用該算法的不同函數(shù)計(jì)算相應(yīng)指標(biāo)
IrrDb ()指鏡像抑制比；
SfdrDb ()指無雜散動(dòng)態(tài)范圍；
SnrDb ()指信噪比；
SinadDb ()指信號(hào)與噪聲加失真比；
ThdDb ()指總諧波失真；
Enob ()指有效位；
以上為ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；
AmpErr ()指幅度一致性誤差；
PhaseErr ()指相位正交性誤差；
以上為I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)；步驟2 求解上述指標(biāo)
(1)ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的具體求解方法為
a,根據(jù)信號(hào)幅度即ADC位數(shù)決定窗函數(shù)類型，具體為4位ADC 選海明窗，6位ADC選布萊克曼窗，8 22位ADC選布萊克曼海瑞一 7窗，其他位數(shù)ADC選漢寧窗； b，對(duì)加窗后的I、Q兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)數(shù)FFT，得到復(fù)數(shù)數(shù)組的頻譜；
c,在整個(gè)頻域內(nèi)找出各分量的譜線集合，譜線數(shù)目均由所用的窗函數(shù)決定，具體為布萊克曼窗選分量譜線左右各3根譜線，布萊克曼海瑞一 7窗選分量譜線左右各7根譜線，其他窗選分量譜線左右各2根譜線；
d,根據(jù)定義求出各個(gè)指標(biāo)
鏡像抑制比扱As = Wlog10(鏡像/信號(hào))；
無雜散動(dòng)態(tài)范圍STOi^ = Wkg10(信號(hào)/最大雜散)； 信噪比^fflffi4a = IOlogw[(信號(hào)+鏡像)/噪聲];
信號(hào)與噪聲加失真比SINAD戰(zhàn)=10 bg1Q[(信號(hào)+鏡像)/(諧波+鏡像諧波+噪聲)]； 總諧波失真頂￡)忍=101 og10[CiiiS +鏡像諧波)/(信號(hào)+鏡像)]； 有效位 ENOB = (SINADm — 1.76) / 6.02 ；
(2)I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)的求解方法為
a,對(duì)I、Q兩路數(shù)據(jù)直接進(jìn)行實(shí)數(shù)FFT，得到兩路數(shù)據(jù)的幅度譜；
b,依次求出兩路幅度譜的最大值，即分別為I路、Q路信號(hào)頻域最大模值，根據(jù)幅度一致性誤差定義4 = β路最大模值H路最大模值，求得I路和Q路信號(hào)的幅度一致性誤差；
c，根據(jù)相位正交性誤差定義終=cos-^C^2 +1)(1-鏡像抑制比2) /[ 24(1 +鏡像抑制比2)]}
，求得I路和Q路信號(hào)的相位正交性誤差；
步驟3 通過在算法程序中設(shè)定有效位數(shù)，可以控制算法精度；
當(dāng)待采集信號(hào)特性為16位AD、IQ兩路標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)幅度一致即^ = O dB且相位正
交即《=0°時(shí)，調(diào)用該算法的結(jié)果是幅度一致性誤差？ -0.007585dB、相位正交性誤差
&s -0. 000022°、信噪比沒172. 342920dB、無雜散動(dòng)態(tài)范圍忍①及戰(zhàn)96. 498415dB、信
號(hào)與噪聲加失真比忍見奶越95. 555793dB、總諧波失真TZiDiis -95. 523528dB、有效位
15.580696。 有益效果
本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集量N > 2K時(shí)，幅度一致性0 )準(zhǔn)確度0. 008 dB、相位正交性(& )準(zhǔn)確度0.0001°、信噪比(52 忍)準(zhǔn)確度0.18 dB、無雜散動(dòng)態(tài)范圍(SjDAi^)準(zhǔn)確度 0. 000001 dB、信號(hào)與噪聲加失真比(SfflMi)tis )準(zhǔn)確度0. 00001 dB、總諧波失真(Tffl)iis )準(zhǔn)確度 0. 00001 dB、有效位)準(zhǔn)確度 0. 000001 dB。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。用于接收機(jī)性能測(cè)試的頻譜分析算法包括以下步驟 步驟1:對(duì)采集來的數(shù)據(jù)調(diào)用該算法的不同函數(shù)計(jì)算相應(yīng)指標(biāo) IrrDb ()指鏡像抑制比；
SfdrDb ()指無雜散動(dòng)態(tài)范圍；
SnrDb ()指信噪比；
SinadDb ()指信號(hào)與噪聲加失真比；
ThdDb ()指總諧波失真；
Enob ()指有效位；
以上為ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；
AmpErr ()指幅度一致性誤差；
PhaseErr ()指相位正交性誤差；
以上為I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)；
步驟2 求解上述指標(biāo)
(1)、ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的具體求解方法為
a,根據(jù)信號(hào)幅度(即ADC位數(shù))決定窗函數(shù)類型，具體為4位ADC選海明窗，6位ADC 選布萊克曼窗，8 22位ADC選布萊克曼海瑞一 7窗，其他位數(shù)ADC選漢寧窗； b，對(duì)加窗后的I、Q兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)數(shù)FFT，得到復(fù)數(shù)數(shù)組的頻譜；
c,在整個(gè)頻域內(nèi)找出各分量的譜線集合，譜線數(shù)目均由所用的窗函數(shù)決定，具體為布萊克曼窗選分量譜線左右各3根譜線，布萊克曼海瑞一 7窗選分量譜線左右各7根譜線，其他窗選分量譜線左右各2根譜線；
d,根據(jù)定義求出各個(gè)指標(biāo)
鏡像抑制比議及傷=Wk曲。(鏡像/信號(hào))；
無雜散動(dòng)態(tài)范圍= IOlog10(信號(hào)/最大雜散)； 信噪比SNRm = 10bg1Q[(信號(hào)+鏡像)/噪聲]；
信號(hào)與噪聲加失真比SMADiE = lCibgw[(信號(hào)+鏡像)/(偕波+鏡像諧波+噪聲)]. 總諧波失真IWi^ = 101。gw[(諧波+鏡像諧波)/(信號(hào)+鏡像)]； 有效位 ENOB = (SlMADm -1.76) /6.02。(2)、I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)的求解方法為
a,對(duì)I、Q兩路數(shù)據(jù)直接進(jìn)行實(shí)數(shù)FFT，得到兩路數(shù)據(jù)的幅度譜；
b,依次求出兩路幅度譜的最大值，即分別為I路、Q路信號(hào)頻域最大模值，根據(jù)幅度一致性誤差定義4· = 0路最大模值H路最大模值，求得I路和Q路信號(hào)的幅度一致性誤差；
c，根據(jù)相位正交性誤差定義= COS-1HA^ +1)(1 -鏡像抑制比2) /[ 24 (1+鏡像抑制比2)]}
，求得I路和Q路信號(hào)的相位正交性誤差；
步驟3 通過在算法程序中設(shè)定有效位數(shù)，可以控制算法精度。
當(dāng)待采集信號(hào)特性為16位AD、IQ兩路標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)幅度一致(^？ = 0 dB)且相位正交(4 = 0° )時(shí)，調(diào)用該算法的結(jié)果是幅度一致性誤差P -0.007585dB、相位正交性誤差 ^ -0. 000022°、信噪比忍識(shí)忍172. 342920dB、無雜散動(dòng)態(tài)范圍5 ①^is 96. 498415dB、信 號(hào)與噪聲加失真比忍忍95. 555793dB、總諧波失真TZZDiis -95. 523528dB、有效位&V05 15.580696。
權(quán)利要求
1. 一種用于接收機(jī)性能測(cè)試的頻譜分析算法，其特征在于包括以下步驟步驟1:對(duì)采集來的數(shù)據(jù)調(diào)用該算法的不同函數(shù)計(jì)算相應(yīng)指標(biāo)IrrDb ()指鏡像抑制比；SfdrDb ()指無雜散動(dòng)態(tài)范圍；SnrDb ()指信噪比；SinadDb ()指信號(hào)與噪聲加失真比；ThdDb ()指總諧波失真；Enob ()指有效位；以上為ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；AmpErr ()指幅度一致性誤差；PhaseErr ()指相位正交性誤差；以上為I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)；步驟2 求解上述指標(biāo)(1)ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的具體求解方法為a,根據(jù)信號(hào)幅度即ADC位數(shù)決定窗函數(shù)類型，具體為4位ADC選海明窗，6位ADC選布萊克曼窗，8 22位ADC選布萊克曼海瑞一 7窗，其他位數(shù)ADC選漢寧窗； b，對(duì)加窗后的I、Q兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)數(shù)FFT，得到復(fù)數(shù)數(shù)組的頻譜；c,在整個(gè)頻域內(nèi)找出各分量的譜線集合，譜線數(shù)目均由所用的窗函數(shù)決定，具體為布萊克曼窗選分量譜線左右各3根譜線，布萊克曼海瑞一 7窗選分量譜線左右各7根譜線，其他窗選分量譜線左右各2根譜線；d,根據(jù)定義求出各個(gè)指標(biāo)鏡像抑制比/Mlis = IOlogw (鏡像/信號(hào))；無雜散動(dòng)態(tài)范圍SKOiU = Wlog1D(信號(hào)/最大雜散)； 信噪比SNRm = 1 Olog10[(信號(hào)+鏡像)/噪聲]；信號(hào)與噪聲加失真比SINAD戰(zhàn)=IObgw[(信號(hào)+鏡像)/(潛波+鏡像諧波+噪聲)]. 總諧波失真Zffl^ = 101og10[(itit +鏡像諧被)/(信號(hào)+鏡像)]; 有效位ENOB = (SIMADm-1.76)/6.02 ；(2)I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)的求解方法為a,對(duì)I、Q兩路數(shù)據(jù)直接進(jìn)行實(shí)數(shù)FFT，得到兩路數(shù)據(jù)的幅度譜；b,依次求出兩路幅度譜的最大值，即分別為I路、Q路信號(hào)頻域最大模值，根據(jù)幅度一致性誤差定義為=β路最大模值H路最大模值，求得I路和Q路信號(hào)的幅度一致性誤差；。，根據(jù)相位正交性誤差定義終=cos^i (^2 +1X1-鏡像抑制比2)/[2為(1+鏡像抑制比2)]}，求得I路和Q路信號(hào)的相位正交性誤差；步驟3 通過在算法程序中設(shè)定有效位數(shù)，可以控制算法精度；當(dāng)待采集信號(hào)特性為16位AD、IQ兩路標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)幅度一致即。=O dB且相位正交即一 =0°時(shí)，調(diào)用該算法的結(jié)果是幅度一致性誤差^ -0.007585dB、相位正交性誤差^ -0.000022°、信噪比
全文摘要
一種用于接收機(jī)性能測(cè)試的頻譜分析算法包括以下步驟步驟1:對(duì)采集來的數(shù)據(jù)調(diào)用該算法的不同函數(shù)計(jì)算相應(yīng)指標(biāo)IrrDb()指鏡像抑制比；SfdrDb()指無雜散動(dòng)態(tài)范圍；SnrDb()指信噪比；SinadDb()指信號(hào)與噪聲加失真比；ThdDb()指總諧波失真；Enob()指有效位；以上為ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；AmpErr()指幅度一致性誤差；PhaseErr()指相位正交性誤差；以上為I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)；步驟2求解上述指標(biāo)(1)ADC動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的具體求解方法為(2)I路和Q路信號(hào)的正交特性指標(biāo)的求解方法為步驟3通過在算法程序中設(shè)定有效位數(shù)，可以控制算法精度。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102170318SQ20111000410
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者張玉鳳 申請(qǐng)人:南京國(guó)睿安泰信科技股份有限公司