采样间隔分析仪研究

　　随着通信事业的飞速发展, 信息的传送也由模拟传输转向数字传输, 信息越来越多地作为数字脉冲之间的时间或相位的变化而传送出去。这样, 对数字信号进行测量与分析, 在现代通信中就显得尤为重要。

　　为此, 提出了在调制域中对现代信号进行测试与分析, 这样在调制域中开发和研制测试仪器就尤为重要, 精密采样间隔分析仪正是在此基础上研制和开发的。

　　1 采样间隔分析仪的基本原理

　　1.1 相位数字化

　　相位数字化是采集、计算信号特定斜率的零点, 丢弃幅度信息。由于数据是相位、频率或时间形式, 因此避免了三角函数, 取而代之的是如直线和抛物线等简单函数。因此, 即使是相当复杂的调制信号,分析起来也相当简单。

　　相位数字化是由硬件记录信号的周期数及与之对应的时间, 由此进行处理得到测量结果。考虑一个调制信号, 其中φ( t )是单调递增的, 在正斜率的零点处进行采样。

　　1.2 分析仪的结构及原理

　　基于相位数字化方法, 采样间隔基本原理结构主要由三部分构成: 输入通道、测量硬件和微处理器系统。输入通道主要由阻抗变换电路、输入开关阵列和电压比较器组成, 以完成输入的模拟信号向成数字信号的转换( 相位数字化) , 另外它还可设置触发电平、触发的斜率以及完成阻抗匹配。

　　测量硬件主要由序列发生器、事件计数器、时基部分和存储器系统四个部分组成。序列发生器将由输入通道输出的信号传送给适当的计数器且为事件计数器和时基部分产生启动信号和锁存信号。启动信号和锁存信号要受输入信号的组态、采样间隔及其他的启动限定条件的制约。测量硬件的输入信号还有外部启动输入和外部标准时钟输入。

　　存储器系统主要是有序地存储事件计数值、时间计数值和内插器的数值, 以此建立数据块。该系统基础的数据作为原始数据以处理结系统进行处理或者可以通过V X I 总统为外部主机提供原始数据。测量硬件的主要功能是计事件数和在用户定义的采样期内测量第一个事件与最后一个事件之间的时间。这些信息在存储器系统中被存储起来, 在完成数据获取后进行处理。微处理器系统主要作用是控制采样间隔分析仪的功能以及完成与 V X I 总线的通信。

　　2 主要关键技术

　　2.1 无间隔测量技术

　　为解释无间隔测量技术的优点, 我们使用对简单的稳态正弦信号进行采样来比较传统的交互式计数器和无间隔计数器。交互式计数器打开测量闸门, 记录事件计数和时间计数, 接着在事先设定的闸门时间(终止采样)之后关闭测量闸门,再次记录事件计数和时间计数。测量在终止采样点完成, 使用下面的频率估计方法来计算频率。