CN102749509B - 信号采样测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种信号采样测试方法。根据本发明的信号采样测试方法包括：第一步骤：检测作为待采样信号的正弦信号的起点，以便测试机与正弦信号进行定时同步；第二步骤：利用所述测试机随机产生多个周期性脉冲采样信号，其中所述多个周期性脉冲采样信号中的每一个周期性脉冲采样信号都是单独产生的，并且利用所述多个周期性脉冲采样信号来对所述待采样信号进行采样，从而得到离散的采样值；以及第三步骤：将所述多个周期性脉冲采样信号对所述待采样信号采样而得到的离散采样值进行组合以获取最终对所述待采样信号的最终采样离散值。由此，本发明提供一种能够扩大测试机所能实现的采样的范围的信号采样测试方法。

Description

信号采样测试方法
技术领域
本发明涉及信号测试领域，更具体地说，本发明涉及一种信号采样测试方法。
背景技术
信号采样也称信号抽样，是信号在时间上的离散化，即按照一定时间间隔△t在模拟信号x(t)上逐点采取其瞬时值。它是通过采样脉冲和模拟信号相乘来实现的。
根据采样定理，在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率大于待采样信号(待测信号)中最高频率的2倍时，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。而且，2.56倍至4倍于待采样信号的频率的采样频率能够得到较好的采样效果。
也就是说，为了测试信号，需要利用比待测信号更高的采样信号进行频率测试。
如果利用比待测信号更高的采样信号进行频率测试，会给测试设备带来很高的要求，从而限制了可测试的待测信号的最高可测试频率大小。
图1示意性地示出了根据现有技术的测试机可以实现以及不能实现的采样信号的示意图。
如图1所示，根据现有技术的测试机可以产生初始方波信号S1，并且可以对在初始方波信号S1的一个周期内分解出多个方波(增加上升边沿和下降边沿)，从而得到频率加倍的第二方波信号S2，以及频率变成四倍的第三方波信号S3。此外，根据现有技术的测试机可以在与第三方波信号S3的每个上升边沿相对应的时刻发出一个脉冲，从而得到第四方波信号S4。第四方波信号S4可以看成是与第三方波信号S3同频率而占空比不同的方波信号。
但是，根据现有技术的测试机并不能产生标号S5所示的连续的方波信号。因此，如图1所示，根据现有技术的测试机仅仅能够产生四倍于初始方波信号S1的采样信号，而根据现有技术的测试机所产生的初始方波信号S1的最高频率是有限的，例如20M。那么，根据现有技术的测试机所产生的最大采样频率为80M(20M×4)。
因此，在对非常高频率的正弦信号(例如超过40M)进行采样时，该非常高频率的正弦信号可能超出了现有技术的测试机所能实现的采样的范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够扩大测试机所能实现的采样的范围的信号采样测试方法。
根据本发明，提供了一种信号采样测试方法，其包括：
第一步骤：检测作为待采样信号的正弦信号的起点，以便测试机与正弦信号进行定时同步；
第二步骤：利用所述测试机随机产生多个周期性脉冲采样信号，其中所述多个周期性脉冲采样信号中的每一个周期性脉冲采样信号都是单独产生的，并且利用所述多个周期性脉冲采样信号来对所述待采样信号进行采样，从而得到离散的采样值；以及
第三步骤：将所述多个周期性脉冲采样信号对所述待采样信号采样而得到的离散的采样值进行组合以获取最终对所述待采样信号的最终采样离散值。
优选地，在所述第二步骤中，通过控制测试机的周期性脉冲采样信号的发出时间以及周期性脉冲采样信号的周期来产生所述多个周期性脉冲采样信号。
优选地，利用测试机发出多个周期性脉冲采样信号，其中一个周期性脉冲采样信号的下降沿的定时对应于另一个周期性脉冲采样信号的上升沿的定时，另一个周期性脉冲采样信号的下降沿的定时对应于下一个周期性脉冲采样信号的上升沿的定时，依此类推。
例如，所述测试机所产生的最大采样频率为80M，待采样信号的最高频率超过40M。
根据本发明，即使根据现有技术的测试机所产生最大采样频率有限；此时，在对非常高频率的正弦信号进行采样时，由于实际上有多个随机产生的周期性脉冲采样信号作为采样信号，这些周期性脉冲采样信号的组合可以获取更多的待采样信号的频率信息，所以仍可以对这些非常高频率的正弦信号的频率信息进行有效采样。由此，本发明提供一种能够扩大测试机所能实现的采样的范围的信号采样测试方法。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了根据现有技术的测试机可以实现以及不能实现的采样信号的示意图。
图2示意性地示出了根据本发明第一实施例的信号采样测试方法的原理示意图。
图3示意性地示出了根据本发明第二实施例的信号采样测试方法的原理示意图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图2示意性地示出了根据本发明第一实施例的信号采样测试方法的原理示意图。
根据本发明第一实施例的信号采样测试方法包括：
第一步骤：检测作为待采样信号Fout的正弦信号的起点T0，以便测试机与正弦信号进行定时同步。
第二步骤：利用所述测试机随机产生多个周期性脉冲采样信号(方波信号)，其中所述多个周期性脉冲采样信号中的每一个周期性脉冲采样信号都是单独产生的，并且利用所述多个周期性脉冲采样信号来对所述待采样信号Fout进行采样，从而得到离散的采样值。
由于所述多个周期性脉冲采样信号中的每一个周期性脉冲采样信号都是单独产生的，所以并没有超出现有的测试机的能力范围，因为这种周期性脉冲采样信号可以采样图1所示的第四方波信号S4来实现。
例如，可通过控制测试机的周期性脉冲采样信号的发出时间以及周期性脉冲采样信号的周期来产生图1所示的第四方波信号S4类型的多个周期性脉冲采样信号。
其中，由于已经检测作为待采样信号的正弦信号的起点T0，所以起点T0具有一个相应的离散值A0。
并且，例如，图2示出了第一方波信号(第一周期性脉冲采样信号)S11和第二方波信号(第二周期性脉冲采样信号)S22；第一方波信号S11的脉冲P1对所述待采样信号Fout进行采样以得到离散值A1，第二方波信号S22的脉冲P2对所述待采样信号Fout进行采样以得到离散值A2。
而且，根据本发明第一实施例的信号采样测试方法还包括第三步骤：将所述多个周期性脉冲采样信号对所述待采样信号Fout采样而得到的离散的采样值进行组合以获取最终对所述待采样信号Fout的最终采样离散值。
同样如图2所示，将包括离散值A0、离散值A1、离散值A2在内的各个采样离散值进行组合可以获取包含所述待采样信号Fout的完整频率信息的最终采样离散值DN。
由此，即使根据现有技术的测试机所产生的初始方波信号S1的最高频率是有限的，例如20M(那么，根据现有技术的测试机所产生的最大采样频率为80M(20M×4))；此时，在对非常高频率的正弦信号(待采样信号的最高频率)(例如超过40M)进行采样时，由于实际上有多个随机产生的周期性脉冲采样信号作为采样信号，这些周期性脉冲采样信号的组合可以获取更多的待采样信号的频率信息，所以仍可以对这些非常高频率的正弦信号的频率信息进行有效采样。
图3示意性地示出了根据本发明第二实施例的信号采样测试方法的原理示意图。
如图3所示，在理想的极端情况下，可以利用测试机(例如通过控制测试机的周期性脉冲采样信号的发出时间以及周期性脉冲采样信号的周期)发出多个周期性脉冲采样信号，其中一个周期性脉冲采样信号的下降沿的定时对应于另一个周期性脉冲采样信号的上升沿的定时，另一个周期性脉冲采样信号的下降沿的定时对应于下一个周期性脉冲采样信号的上升沿的定时，依此类推。
例如，如图3所示，周期性脉冲采样信号T1的下降沿的定时对应于周期性脉冲采样信号T2的上升沿，周期性脉冲采样信号T2的下降沿的定时对应于周期性脉冲采样信号T3的上升沿。
从而，如果测试机的最小脉冲宽度为第一时长，则测试机可以实现的最大采样信号的频率为1/第一时长。例如，对于测试机的最小脉冲宽度为1ns的情况，测试机可以实现的最大采样信号的频率为109。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种信号采样测试方法，其特征在于包括：
第一步骤：检测作为待采样信号的正弦信号的起点，以便测试机与正弦信号进行定时同步；
第二步骤：利用所述测试机随机产生多个周期性脉冲采样信号，其中所述多个周期性脉冲采样信号中的每一个周期性脉冲采样信号都是单独产生的，并且利用所述多个周期性脉冲采样信号来对所述待采样信号进行采样，从而得到离散的采样值；以及
第三步骤：将所述多个周期性脉冲采样信号对所述待采样信号采样而得到的离散的采样值进行组合以获取最终对所述待采样信号的最终采样离散值。
2.根据权利要求1所述的信号采样测试方法，其特征在于，在所述第二步骤中，通过控制测试机的周期性脉冲采样信号的发出时间以及周期性脉冲采样信号的周期来产生所述多个周期性脉冲采样信号。
3.根据权利要求1或2所述的信号采样测试方法，其特征在于，利用测试机发出多个周期性脉冲采样信号，其中一个周期性脉冲采样信号的下降沿的定时对应于另一个周期性脉冲采样信号的上升沿的定时，另一个周期性脉冲采样信号的下降沿的定时对应于下一个周期性脉冲采样信号的上升沿的定时，依此类推。
4.根据权利要求1或2所述的信号采样测试方法，其特征在于，所述测试机所产生的最大采样频率为80M。
5.根据权利要求4所述的信号采样测试方法，其特征在于，待采样信号的最高频率超过40M。
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