寬頻多通道複雜電子信號實時捕獲方法研究

《寬頻多通道複雜電子信號實時捕獲方法研究》是依託電子科技大學,由曾浩擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：寬頻多通道複雜電子信號實時捕獲方法研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：曾浩

項目摘要

科學研究和重大工程中經常測試諸多頻寬極高、波形特徵豐富的電子信號，如深空探測、模擬核爆、戰場環境中產生的瞬態信號等。提高採樣率和處理速度是實現寬頻複雜信號實時捕獲的關鍵。目前國內多通道複雜信號實時捕獲技術發展的主要瓶頸問題是：無法滿足信號頻寬急劇上升的器件水平和多路信號之間已接近系統時鐘抖動的最高皮秒量級的精密同步要求。這些問題使得該技術成為測試領域公認的國際難題。針對這一難題，本項目擬通過規模化並行時間交替採樣和自適應綜合校正技術提高實時採樣率，採用波形三維顯示技術並革新採集系統的傳統架構方式來提高瞬態複雜信號的波形捕獲率，通過內嵌式相位校準和主動補償技術提高多通道信號採集同步的精度，從而實現複雜電子信號實時捕獲水平的大幅提高。本課題系統級的革新將打破國外機構晶片技術上的壟斷，可以彌補國內元器件發展水平滯後對整機造成的影響。

結題摘要

信號頻寬和非平穩特性的增長，使傳統頻域測試很難滿足寬頻、瞬態信號的無縫測試要求，基於實時取樣的時域測試正在成為電子測試發展的主流，也孕育著電子儀器體系的重要變革。然而，對取樣速率的極度依賴、急速膨脹的信息處理量已經成為時域測試的瓶頸，並行技術是目前解決該問題的幾乎唯一手段。但是並行取樣必然伴隨嚴重的非均勻性，由此產生的信號失真和呈指數增長的信號恢復運算量限制了其有效套用。因此，足夠的高速率高精度採樣性能，以及信號實時捕獲能力是時域測試儀器研究的主要問題之一。 針對規模化ADC組時間交替採集可能引入的非均勻採樣問題，研究了基於分數延遲濾波器的自適應非均勻綜合校準技術，有效跟蹤儀器老化、溫度等環境參數所造成的失配誤差變化，實現了高速並行採樣結構下的非均勻信號實時重構，改善了並行採樣的實時頻寬和採集精度； 提出了一種具有極高波形捕獲率的多體交叉、並行採集系統架構，建立了其數學模型。 將三維波形映射技術與極高波形捕獲技術相結合，成功套用於並行採集的數字示波器。 提出了一種多通道高精度同步技術，研究解決了複雜電子系統測試中各測試模組間精確同步控制問題，是時域類綜合測試儀器的關鍵技術之一。 上述研究成果突破了大規模高速並行非均勻採樣綜合校準、極高波形捕獲與波形三維顯示、多通道精密同步等關鍵技術，為獲取類測試儀器的實現提供了理論和技術基礎，由系統級的創新打破了國外機構從晶片技術上的壟斷，彌補了元器件發展水平滯後對整機造成的影響，使我國具有高端信號獲取儀器研究的自主智慧財產權。項目組共發表期刊論文和高水平國際會議論文19篇，其中SCI檢索14篇，EI檢索5篇；撰寫學術專著1部；授權美國發明專利2項，申請中國發明專利4項；獲得中國專利優秀獎1項；培養博士研究生3人，碩士研究生6人。