CN106771651B - 一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，在测试之前进行数据预采集，计算得到脉冲到来时刻，与脉冲同步信号进行比较得到偏差值，进而对数据采集延时进行修正。本发明的方法能够实现对脉冲到来时刻自动进行判断，自动对数据采集时刻进行修正；在脉冲同步测试中能够精确设定脉冲内测量位置，准确获得需要的数据；数据处理方法简单，计算量比较小，不会对测试速度造成明显影响；采用窄带滤波能够排除噪声干扰，在信号较小时依然能够准确检测，灵敏度高。

Description

一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法。

背景技术

脉冲网络分析仪是通过产生脉冲激励信号，激励被测件并接收其散射信号，从而获得被测件特性参数的仪器，其主要结构如图1所示。

脉冲网络分析仪通过射频信号源产生射频连续波信号，同时由脉冲发生器产生一定频率和占空比的脉冲信号。脉冲信号通过调制器将射频连续波调制为脉冲调制信号，脉冲调制信号射入到被测件中发生散射，散射信号由网络分析仪接收，经混频后变为中频信号，通过模拟/数字转换变为数字信号，进行数据处理后得到被测件的特性参数。

脉冲网络测量有不同的测量模式，在同步测量模式下，需要对脉冲内的信号进行定点数据采集。模拟/数字转换器是靠脉冲发生器产生的脉冲进行同步，与脉冲调制信号频率相同，并设定一定的延时，如图2所示。调制器产生的射频脉冲信号要经过被测件以及接收机通道，都会产生延时，尤其是被测件的电长度比较大时，延时尤为明显。这会导致脉冲中频信号到达模拟/数字转换器的时间滞后于脉冲同步信号，造成采集时刻不准确，甚至采在信号之外，对测试结果带来影响。目前，延时的大小一般靠人工估算，手动进行调整。

现有技术有如下两个方面的不足：

(1)、需要人工设定数据采集点相对于同步信号的延时。由于无法知道信号通道的准确电长度，因此在估算中没有一个准确的依据，往往需要反复地进行尝试来找到合适的数据采集点，因而测试效率难以提高。

(2)、无法获得数据采集点在脉冲信号中的准确位置，如果数据采在脉冲不稳定时刻或脉冲之外，会引入较大的噪声，使测试结果不准确。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明提出一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，在测试之前进行数据预采集，计算得到脉冲到来时刻，与脉冲同步信号进行比较得到偏差值，进而对数据采集延时进行修正。

可选地，上述脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，具体实现步骤如下：

步骤(1)、按照脉冲同步信号对中频信号进行预采集，采集的范围包含一个脉冲周期，其中，用于调制的脉冲信号周期为T，脉冲宽度为Pw，中频采样频率为fs，则预采集点数为T/fs；

步骤(2)、利用FPGA产生与中频采样频率同频的正弦信号，点数同样为T/fs，与预采样数据相乘，这样就将中频脉冲信号的频谱中心搬移到0和2fs的位置；

步骤(3)、对数据进行低通滤波，保留0频附近的谱线，滤除镜频以及其它频率成分；

步骤(4)、滤波后的信号包含了脉冲信号的包络信息，其峰值对应脉冲信号中心点，取幅度最大值的时刻为tm，由于脉冲宽度为Pw，因此tc＝tm-Pw/2就是中频脉冲相对于脉冲同步信号的时间延时；

步骤(5)、对数据采集时刻进行修正，将需要定点测试的延时时间加上tc，就是需要开始进行数据采集的时刻。

可选地，所述步骤(3)中，滤波器带宽随着谱线间隔的大小进行调整。

可选地，所述步骤(3)中，谱线间隔Δf是由脉冲重复周期T决定，满足Δf＝1/T。

可选地，采用窄带滤波降低噪声干扰，将滤波器带宽设为Δf，保留第一条谱线的信息。

本发明的有益效果是：

(1)能够实现对脉冲到来时刻自动进行判断，自动对数据采集时刻进行修正；

(2)在脉冲同步测试中能够精确设定脉冲内测量位置，准确获得需要的数据；数据处理方法简单，计算量比较小，不会对测试速度造成明显影响；

(3)采用窄带滤波能够排除噪声干扰，在信号较小时依然能够准确检测，灵敏度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为脉冲网络分析仪的结构示意图；

图2为脉冲同步测试示意图；

图3为本发明的同步方法步骤(1)的示意图；

图4为本发明的同步方法步骤(2)的示意图；

图5为本发明的同步方法步骤(3)的示意图；

图6为本发明的同步方法步骤(4)的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

脉冲网络分析仪能够将激励信号进行脉冲调制，激励信号经被测件散射后由网络分析仪接收机接收，用于提取幅度相位等信息。在同步脉冲测试模式中，需要数字接收机在脉冲到来时刻对信号进行数据采集，而脉冲信号从产生到接收，要经过被测件、电缆以及仪器本身测试通道，就会产生一定的延时，使数字接收机不知道脉冲信号何时到来。大的延时可能会导致数据采集采在脉冲之外，使信噪比变差，测试结果不准确。因此，本发明提出了一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，用于获得脉冲信号的延时信息，使接收机自动对脉冲信号同步，修正数据采集时刻，保证测试的可靠性和准确性。

本发明的脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，在测试之前进行数据预采集，计算得到脉冲到来时刻，与脉冲同步信号进行比较得到偏差值，进而对数据采集延时进行修正，具体实现步骤如下：

步骤(1)、按照脉冲同步信号对中频信号进行预采集，如图3所示，采集的范围包含一个脉冲周期，用于调制的脉冲信号周期为T，脉冲宽度为Pw，中频采样频率为fs，则预采集点数为T/fs。

步骤(2)、利用FPGA产生与中频采样频率同频的正弦信号，点数同样为T/fs，与预采样数据相乘，这样就将中频脉冲信号的频谱中心搬移到0和2fs的位置，如图4所示。

步骤(3)、对数据进行低通滤波，保留0频附近的谱线，滤除镜频以及其它频率成分，如图5所示。滤波器带宽随着谱线间隔的大小进行调整。谱线间隔Δf是由脉冲重复周期T决定，满足Δf＝1/T。采用窄带滤波可以降低噪声干扰，获得比较大的灵敏度，因此将滤波器带宽设为Δf，主要保留第一条谱线的信息。

步骤(4)、滤波后的信号包含了脉冲信号的包络信息，其峰值对应脉冲信号中心点，如图6所示，取幅度最大值的时刻为tm，由于脉冲宽度为Pw，因此tc＝tm-PW/2就是中频脉冲相对于脉冲同步信号的时间延时。

步骤(5)、对数据采集时刻进行修正，将需要定点测试的延时时间加上tc，就是需要开始进行数据采集的时刻。

本发明的方法能够实现对脉冲到来时刻自动进行判断，自动对数据采集时刻进行修正；在脉冲同步测试中能够精确设定脉冲内测量位置，准确获得需要的数据；数据处理方法简单，计算量比较小，不会对测试速度造成明显影响；采用窄带滤波能够排除噪声干扰，在信号较小时依然能够准确检测，灵敏度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，其特征在于，

在测试之前进行数据预采集，计算得到脉冲到来时刻，与脉冲同步信号进行比较得到偏差值，进而对数据采集延时进行修正，具体实现步骤如下：

步骤(1)、按照脉冲同步信号对中频脉冲信号进行预采集，采集的范围包含一个脉冲周期，脉冲周期为T，脉冲宽度为Pw，中频采样频率为fs，则预采集点数为T×fs；

步骤(2)、利用FPGA产生与中频采样频率同频的正弦信号，点数同样为T×fs，与预采样数据相乘，这样就将中频脉冲信号的频谱中心搬移到0和2fs的位置；

步骤(3)、对数据进行低通滤波，保留0频附近的谱线，滤除镜频以及其它频率成分；

步骤(4)、滤波后的信号包含了中频脉冲信号的包络信息，其峰值对应中频脉冲信号中心点，取幅度最大值的时刻为tm，由于脉冲宽度为Pw，因此tc＝tm-Pw/2就是中频脉冲信号相对于脉冲同步信号的时间延时；

步骤(5)、对数据采集时刻进行修正，将需要定点测试的延时时间加上tc，就是需要开始进行数据采集的时刻。

2.如权利要求1所述的一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，其特征在于，所述步骤(3)中，滤波器带宽随着谱线间隔的大小进行调整。

3.如权利要求2所述的一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，其特征在于，所述步骤(3)中，谱线间隔Δf是由脉冲周期T决定，满足Δf＝1/T。

4.如权利要求3所述的一种脉冲网络分析仪脉冲内数据采集的同步方法，其特征在于，采用窄带滤波降低噪声干扰，将滤波器带宽设为Δf，保留第一条谱线的信息。