一种模数转换器参数校准方法、FPGA芯片及系统与流程

    技术2025-08-06  13


    本技术属于通信,尤其涉及一种模数转换器参数校准方法、fpga芯片及系统。


    背景技术:

    1、现阶段,通信以及雷达处理系统在扫描信号时,为了实现高速ad(analog-to-digital,模数转换器)更精确的信号采集,对基带信号处理的要求越来越高,随之对于信号中直流分量以及杂散信号的校准精度要求也越来越高。直流分量(dc component)是指信号中的恒定部分,其频率为零,代表信号在时间轴上的平均值或偏移量。在信号处理中,直流分量通常需要被消除或补偿,以便更好地分析信号的变化部分。杂散信号(spurioussignal)通常是指在信号中出现的非期望的、不相关的干扰信号。杂散信号往往来自于电磁干扰、信号串扰、噪声等因素,会对信号质量和系统性能产生不良影响。在设计和分析电子系统时,需要注意处理和抑制上述直流分量以及杂散信号,以确保通信系统的可靠性和性能。

    2、目前在处理和抑制上述直流分量以及杂散信号时,通常是通过手动校准ad转换器中的相关参数来处理直流分量和杂散信号,以保证信号质量和系统性能。但此传统方案在解决信号该方案中校准过程往往需要花费大量的时间,投入人力对不同采样点分析校准是否满足指标要求,校准效率较低;并且传统方案通过手动来反复修改ad中的校准参数,且修改校准参数时往往是基于人的主观判断,ad参数校准效果往往只能达到预期目标的临界值,校准精度无法得到有效保障。

    3、基于此,业界仍然需要研制一种新型的模数转换器参数校准方案来满足实际应用需求,以便更为高效、高质量地实现模数转换器参数校准,从而充分确保通信系统的可靠性和性能。


    技术实现思路

    1、本技术实施例提供一种模数转换器参数校准方法、fpga芯片及系统,能够更为高效、精准地实现通信系统中的模数转换器参数校准,从而便于有效提升实际应用中的整体通信系统的可靠性及通信性能。

    2、第一方面,本技术实施例提供一种模数转换器参数校准方法,应用于现场可编程门阵列fpga芯片,fpga芯片包括模数转换器、算法处理模块和片上系统,该模数转换器参数校准方法包括:

    3、通过模数转换器采集得到目标信号,模数转换器中配置有目标参数,目标参数用于校准干扰信号;

    4、通过算法处理模块对目标信号进行快速傅里叶变换处理,得到目标信号对应的目标频域信息;

    5、基于目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定目标参数对应的参数校准判别量,并在参数校准判别量超出预设范围的情况下,确定目标参数的校准值;

    6、通过片上系统将模数转换器中目标参数的值配置为校准值,以实现对模数转换器中的目标参数的校准,并返回通过模数转换器采集得到目标信号的步骤,直至参数校准判别量处于预设范围。

    7、在一些可能的实施方式中,目标参数包括用于校准直流分量的时间交错偏移校准参数;目标信号为第一信号;第一信号对应的目标频域信息为第一频域信息;基于目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定目标参数对应的参数校准判别量,并在参数校准判别量超出预设范围的情况下,确定目标参数的校准值,包括:

    8、将第一频域信息中预设中心频点的第一信号能量值,确定为时间交错偏移校准参数对应的参数校准判别量;

    9、在第一信号能量值大于第一预设阈值的情况下,确定时间交错偏移校准参数的校准值。

    10、在一些可能的实施方式中,模数转换器用于采集信号源提供的模拟信号;在目标信号为第一信号的情况下,通过模数转换器采集得到目标信号,包括:

    11、在信号源输入关闭的情况下,通过模数转换器采集得到第一信号。

    12、在一些可能的实施方式中,在第一信号能量值小于第一预设阈值的情况下,该模数转换器参数校准方法还包括:

    13、在信号源基于预设中心频点提供模拟信号的情况下,通过模数转换器采集得到第二信号;模数转换器中还配置有用于校准杂散信号的模数转换增益和时间偏移量中的至少一项;

    14、通过算法处理模块对第二信号进行快速傅里叶变换处理,得到第二信号对应的第二频域信息;

    15、基于第二频域信息中预设中心频点的第二信号能量值和第三信号能量值之间的差值,确定目标能量差值,并在目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,确定模数转换增益和时间偏移量中的至少一项的校准值;第三信号能量值为第二频域信息中预设带宽范围内的最大杂散信号对应的信号能量值;

    16、基于模数转换增益和时间偏移量中的至少一项的校准值,通过片上系统对模数转换器中的模数转换增益和时间偏移量中的至少一项进行配置校准,并返回在信号源基于预设中心频点提供模拟信号的情况下,通过模数转换器采集得到第二信号的步骤,直至目标能量差值大于第二预设阈值。

    17、在一些可能的实施方式中,在目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,确定模数转换增益和时间偏移量中的至少一项的校准值,包括:

    18、在目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,将增益校准范围中的第一增益值确定为模数转换增益的校准值;

    19、其中,增益校准范围中包括n个增益值,n为大于1的正整数;n个增益值中包括第一增益值,第一增益值为使得目标能量差值小于第二预设阈值的增益值。

    20、在一些可能的实施方式中,在目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,确定模数转换增益和时间偏移量中的至少一项的校准值,包括:

    21、在目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,将增益校准范围中的第二增益值确定为模数转换增益的校准值;增益校准范围中包括n个增益值,n为大于1的正整数;其中,n个增益值不包括使得目标能量差值小于第二预设阈值的第一增益值,第二增益值为n个增益值中使得目标能量差值最小的增益值;

    22、在模数转换增益固定的情况下,确定时间偏移量的校准值,以使得片上系统对模数转换器中的时间偏移量进行配置校准,直至目标能量差值小于第二预设阈值。

    23、在一些可能的实施方式中,目标参数包括用于校准杂散信号的模数转换增益和时间偏移量中的至少一项;目标信号为第二信号;第二信号对应的目标频域信息为第二频域信息;基于目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定目标参数对应的参数校准判别量,并在参数校准判别量超出预设范围的情况下,确定目标参数的校准值,包括:

    24、基于第二频域信息中预设中心频点的第二信号能量值和第三信号能量值之间的差值,确定目标能量差值,并在目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,确定模数转换增益和时间偏移量中的至少一项的校准值;

    25、其中,第三信号能量值为第二频域信息中预设带宽范围内的最大杂散信号对应的信号能量值。

    26、在一些可能的实施方式中,fpga芯片还包括数模转换器;在参数校准判别量处于预设范围的情况下,该模数转换器参数校准方法还包括:

    27、通过模数转换器采集得到第三信号;

    28、通过数模转换器对第三信号进行数模转换得到第四信号;以及,将第四信号输出至频谱图中,以对模数转换器中目标参数的校准效果进行验证。

    29、基于相同的发明构思,第二方面,本技术实施例提供了一种fpga芯片,该fpga芯片用于执行如本技术前述第一方面任一项实施例的模数转换器参数校准方法;该fpga芯片包括:

    30、模数转换器,用于采集得到目标信号,模数转换器中配置有目标参数,目标参数用于校准干扰信号;

    31、算法处理模块,用于对目标信号进行快速傅里叶变换处理,得到目标信号对应的目标频域信息;以及,

    32、基于目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定目标参数对应的参数校准判别量,并在参数校准判别量超出预设范围的情况下,确定目标参数的校准值;

    33、片上系统,用于将模数转换器中目标参数的值配置为校准值,以实现对模数转换器中的目标参数的校准;

    34、触发模数转换器采集得到目标信号的操作,直至参数校准判别量处于预设范围。

    35、基于相同的发明构思,第三方面,本技术实施例提供了一种模数转换器参数校准系统,其特征在于,模数转换器参数校准系统包括:如本技术前述第二方面实施例的fpga芯片;

    36、信号源,用于为fpga芯片中的模数转换器提供模拟信号;

    37、频谱仪,用于对模数转换器中目标参数的校准效果进行验证。

    38、第四方面,本技术实施例提供了一种模数转换器参数校准设备,该模数转换器参数校准设备包括:

    39、处理器以及存储有计算机程序指令的存储器;

    40、所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如上述本技术实施例中任意一项提供的模数转换器参数校准方法。

    41、第五方面,本技术实施例提供了一种计算机存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述本技术实施例中第一方面任意一项提供的模数转换器参数校准方法。

    42、第六方面,本技术实施例提供了一种计算机程序产品,计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时,使得所述电子设备执行如上述本技术实施例中第一方面任意一项提供的模数转换器参数校准方法。

    43、本技术实施例提供的一种模数转换器参数校准方法、fpga芯片及系统,先通过模数转换器采集得到目标信号,该模数转换器中配置有用于校准干扰信号的目标参数。在此基础上通过算法处理模块对目标信号进行快速傅里叶变换处理,得到相应的目标频域信息。如此,基于目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定目标参数对应的参数校准判别量。在参数校准判别量超出预设范围的情况下,确定目标参数的校准值,并通过片上系统对模数转换器中的目标参数进行调整校准,并返回通过模数转换器采集得到目标信号的步骤,直至参数校准判别量处于预设范围。

    44、通过上述描述可知,本技术实施例的一种模数转换器参数校准方法、fpga芯片及系统,只需要通过模数转换器采集得到目标信号,就能够基于该目标信号高效实现后续对模数转换器中目标参数的自动校准流程,从而能够更为高效、精准地实现通信系统中的模数转换器参数校准,有效提升了实际应用中的整体通信系统的可靠性及通信性能。


    技术特征:

    1.一种模数转换器参数校准方法,其特征在于,应用于现场可编程门阵列fpga芯片,所述fpga芯片包括模数转换器、算法处理模块和片上系统,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标参数包括用于校准直流分量的时间交错偏移校准参数;所述目标信号为第一信号;所述第一信号对应的目标频域信息为第一频域信息;所述基于所述目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定所述目标参数对应的参数校准判别量,并在所述参数校准判别量超出预设范围的情况下,确定所述目标参数的校准值,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述模数转换器用于采集信号源提供的模拟信号;在所述目标信号为所述第一信号的情况下,所述通过所述模数转换器采集得到目标信号,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述第一信号能量值小于所述第一预设阈值的情况下,所述方法还包括:

    5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述在所述目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,确定所述模数转换增益和所述时间偏移量中的至少一项的校准值,包括:

    6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述在所述目标能量差值大于第二预设阈值的情况下,确定所述模数转换增益和所述时间偏移量中的至少一项的校准值,包括:

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标参数包括用于校准杂散信号的模数转换增益和时间偏移量中的至少一项;所述目标信号为第二信号;所述第二信号对应的目标频域信息为第二频域信息;所述基于所述目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定所述目标参数对应的参数校准判别量,并在所述参数校准判别量超出预设范围的情况下,确定所述目标参数的校准值,包括:

    8.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,所述fpga芯片还包括数模转换器;在所述参数校准判别量处于所述预设范围的情况下,所述方法还包括:

    9.一种fpga芯片,其特征在于,所述fpga芯片用于执行如权利要求1-8任一项所述的模数转换器参数校准方法;所述fpga芯片包括:

    10.一种模数转换器参数校准系统,其特征在于,所述模数转换器参数校准系统包括:如权利要求9所述的fpga芯片;


    技术总结
    本申请公开了一种模数转换器参数校准方法、FPGA芯片及系统,涉及通信技术领域。该方法包括:通过模数转换器采集得到目标信号,模数转换器中配置有用于校准干扰信号的目标参数;通过算法处理模块对目标信号进行快速傅里叶变换处理,得到对应的目标频域信息;基于目标频域信息中预设中心频点的目标信号能量值,确定参数校准判别量,并在参数校准判别量超出预设范围时确定目标参数的校准值;通过片上系统将目标参数的值配置为校准值,并返回通过模数转换器采集得到目标信号的步骤,直至参数校准判别量处于预设范围。根据本申请实施例,能够更为高效、精准地实现通信系统中的模数转换器参数校准,从而便于有效提升实际通信系统的可靠性及通信性能。

    技术研发人员:杨继伟
    受保护的技术使用者:北京润科通用技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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