CN112051442B - 一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法 - Google Patents

一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112051442B
CN112051442B CN202010775062.5A CN202010775062A CN112051442B CN 112051442 B CN112051442 B CN 112051442B CN 202010775062 A CN202010775062 A CN 202010775062A CN 112051442 B CN112051442 B CN 112051442B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sampling
pulse
data
measurement
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010775062.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112051442A (zh
Inventor
刘元商
苏发
李强
徐达旺
李金山
冷朋
陈兴腾
殷大鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CLP Kesiyi Technology Co Ltd
Original Assignee
CLP Kesiyi Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CLP Kesiyi Technology Co Ltd filed Critical CLP Kesiyi Technology Co Ltd
Priority to CN202010775062.5A priority Critical patent/CN112051442B/zh
Publication of CN112051442A publication Critical patent/CN112051442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112051442B publication Critical patent/CN112051442B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/133—Arrangements for measuring electric power or power factor by using digital technique
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/02—Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/02—Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
    • G01R29/027—Indicating that a pulse characteristic is either above or below a predetermined value or within or beyond a predetermined range of values

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

本发明公开了一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法，公开了一种峰值功率测量领域。微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法，通过基于FPGA的数字触发技术和软件的插值算法快速的处理采样数据，并对处理后的数据采用统计算法求取时间参数，采用该方法可以将时间参数的测量速度缩短为10ms以为，从而满足了用户对时间参数快速测量的需求。一个测量周期就可以完成所有时间参数的测量，与随机取样的方法相比较，测量速度由原先的2s多，缩短到10ms以内，提高了200倍，测量速度更快。

Description

一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法
技术领域
本发明公开了一种峰值功率测量领域，具体涉及一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法。
背景技术
在进行峰值功率测量时，需要测量各种时间参数，为了保证时间参数测量的精度和准确度，要通过一定的技术重建信号，与本发明最接近的方案是采用硬件电路的随机取样技术来重建信号，最后软件上再对重建的信号进行各种运算来求取时间参数。
由于随机取样是通过多个重复的脉冲信号恢复出真实的测量波形，这就导致了要完全重现脉冲包络信号需要N个测量周期，测量时间太长，最差的情况超过了2s。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足，提出了一种基于FPGA的数字触发和软件的插值算法实现时间参数的快速测量的微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法。
本发明具体采用如下技术方案：
一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法，包括以下步骤：
(1)基于FPGA的数字触发捕捉脉冲包络信号沿；
(2)基于软件的插值算法重建脉冲包络信号沿。
优选地，基于FPGA的数字触发捕捉脉冲包络信号沿时，首先在FPGA内部建立数字比较器，将采样ADC数据与设置的标准触发电平对应的ADC进行比较；
当采样ADC值大于标准触发电平对应的ADC值时，脉冲时间计数器和脉冲周期计数器开始对采样时钟进行计数；
当采样ADC值小于触发电平对应的ADC值时，脉冲时间计数器停止计数，进而得到脉冲宽度N1；
当采样ADC再次大于触发电平对应的ADC值时，脉冲周期计数器停止计数，进而得到脉冲周期N2。
优选地，重建脉冲包络信号沿采用取样函数插值法或线性插值法。
优选地，基于取样函数插值法重建脉冲包络信号沿时，当采样频率小于波形数据点频率时，通过数字内插，在原始采样点的基础上，进行插值处理来还原测量波形。
优选地，当待插数据的点数小于200时，采用取样函数插值法，包括以下步骤：
在上升沿的触发位置前后各取10个采样数据，总计21个数据点，在数据点之间分别插入24个数据，总计501个数据点，即可重建信号的上升沿；
同理，重建信号的下降沿，通过取样函数插值算法，重现脉冲包络整个沿的信息，然后通过统计算法对脉冲沿进行处理，去除掉由于采样时钟与信号时钟不具有相关性而引起的误差。
优选地，当待插数据的点数大于200时，采用线性插值法重建脉冲包络信号沿。
本发明具有如下有益效果：
本发明采用基于FPGA的数字触发和插值算法实现时间参数的快速测量，一个测量周期就可以完成所有时间参数的测量，与随机取样的方法相比较，测量速度由原先的2s多，缩短到10ms以内，提高了200倍，测量速度更快。
附图说明
图1为数字触发过程示意图；
图2为数字内插过程示意图；(a)是通过AD采样芯片得到的ADC采样数据，时间间隔为T1；(b)是按照一定的插值算法，插入所需点数，生成新的时间间隔T2的波形数据；
图3为内插算法重建沿示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法，包括以下步骤：
(1)基于FPGA的数字触发捕捉脉冲包络信号沿。
首先在FPGA内部建立数字比较器，如图1所示，将采样ADC数据与设置的标准触发电平对应的ADC进行比较。
当采样ADC值大于标准触发电平对应的ADC值时，脉冲时间计数器和脉冲周期计数器开始对采样时钟进行计数(Start)。
当采样ADC值小于触发电平对应的ADC值时，脉冲时间计数器停止计数(Stop1)，进而得到脉冲宽度N1；
当采样ADC再次大于触发电平对应的ADC值时，脉冲周期计数器停止计数(Stop2)，进而得到脉冲周期N2。
由图1可以看出通过FPGA数字触发方式计算得到的脉冲宽度N1和脉冲周期N2与真实的脉冲宽度和周期相比都产生了偏差，主要是因为采样时钟与信号时钟不具有相关性，所以在沿位置的采样点有可能比标准电平对应的ADC大，也可能比其小，这就导致了时间参数的测量准确度和采样时钟密切相关，测量准确度只能大于等于1个采样周期，要想进一步提升测量的准确度，要进行下面的进一步处理。
(2)基于软件的插值算法重建脉冲包络信号沿。
重建脉冲包络信号沿采用取样函数插值法或线性插值法。
基于取样函数插值法重建脉冲包络信号沿时，当采样频率小于波形数据点频率时，通过数字内插，在原始采样点的基础上，进行插值处理来还原测量波形。具体过程如图2所示：图(a)是通过AD采样芯片得到的ADC采样数据，时间间隔为T1，图(b)是按照一定的插值算法，插入所需点数，生成新的时间间隔T2的波形数据。
综合考虑内插速度和重建信号的质量，当待插数据的点数小于200时，采用取样函数(即sinc函数)插值法，包括以下步骤：
在上升沿的触发位置前后各取10个采样数据，总计21个数据点，在数据点之间分别插入24个数据，总计501个数据点，即可重建信号的上升沿；
同理，重建信号的下降沿，如图3所示，通过取样函数插值算法，可以完整的重现脉冲包络整个沿的信息，然后通过统计算法对脉冲沿进行处理，去除掉由于采样时钟与信号时钟不具有相关性而引起的误差，进一步提升了时间参数的测量准确度。
当待插数据的点数大于200时，采用线性插值法重建脉冲包络信号沿。
整个处理过程都是在1个测量周期完成的，在保证了测量准确度的前提下，大大的加快了测量速度。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)基于FPGA的数字触发捕捉脉冲包络信号沿；
(2)基于软件的插值算法重建脉冲包络信号沿；
基于FPGA的数字触发捕捉脉冲包络信号沿时，首先在FPGA内部建立数字比较器，将采样ADC数据与设置的标准触发电平对应的ADC进行比较；
当采样ADC值大于标准触发电平对应的ADC值时，脉冲时间计数器和脉冲周期计数器开始对采样时钟进行计数；
当采样ADC值小于触发电平对应的ADC值时，脉冲时间计数器停止计数，进而得到脉冲宽度N1；
当采样ADC再次大于触发电平对应的ADC值时，脉冲周期计数器停止计数，进而得到脉冲周期N2；
重建脉冲包络信号沿采用取样函数插值法或线性插值法；
基于插值法重建脉冲包络信号沿时，当采样频率小于波形数据点频率时，通过数字内插，在原始采样点的基础上，进行插值处理来还原测量波形；
当待插数据的点数小于200时，采用取样函数插值法，包括以下步骤：
在上升沿的触发位置前后各取10个采样数据，总计21个数据点，在数据点之间分别插入24个数据，总计501个数据点，即可重建信号的上升沿；
同理，重建信号的下降沿，通过取样函数插值算法，重现脉冲包络整个沿的信息，然后通过统计算法对脉冲沿进行处理，去除掉由于采样时钟与信号时钟不具有相关性而引起的误差；
当待插数据的点数大于200时，采用线性插值法重建脉冲包络信号沿。
CN202010775062.5A 2020-08-05 2020-08-05 一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法 Active CN112051442B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010775062.5A CN112051442B (zh) 2020-08-05 2020-08-05 一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010775062.5A CN112051442B (zh) 2020-08-05 2020-08-05 一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112051442A CN112051442A (zh) 2020-12-08
CN112051442B true CN112051442B (zh) 2023-08-25

Family

ID=73602604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010775062.5A Active CN112051442B (zh) 2020-08-05 2020-08-05 一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112051442B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112798857B (zh) * 2020-12-22 2022-10-11 中电科思仪科技股份有限公司 一种峰值功率多脉冲参数测量方法

Citations (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167001A (en) * 1999-01-26 2000-12-26 Xilinx, Inc. Method and apparatus for measuring setup and hold times for element microelectronic device
WO2002073914A1 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 The National University Of Singapore Method and apparatus to recover data from pulses
CN1444756A (zh) * 2000-07-28 2003-09-24 汤姆森许可贸易公司 显示装置的功率电平控制的装置和方法
JP2012078281A (ja) * 2010-10-05 2012-04-19 Yokogawa Electric Corp 電力測定装置
CN102497210A (zh) * 2011-11-30 2012-06-13 电子科技大学 一种多adc高速数据采集系统的数据同步识别装置
CN102508045A (zh) * 2010-12-20 2012-06-20 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种准确测量窄脉冲调制参数的方法
CN102565484A (zh) * 2010-12-31 2012-07-11 北京普源精电科技有限公司 具有精细触发功能的数字示波器
CN103645378A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种高速无缝捕获的脉冲功率统计测量方法
CN103762975A (zh) * 2014-01-17 2014-04-30 中国科学院上海技术物理研究所 基于sca多通道高速采集系统的时频同步校准方法
CN103969483A (zh) * 2014-04-24 2014-08-06 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种数字示波器触发系统
CN104077492A (zh) * 2014-07-08 2014-10-01 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种基于fpga的采样数据内插方法
CN104251986A (zh) * 2013-06-27 2014-12-31 杭州中科天维科技有限公司 一种全波形数字化检测装置
CN105117196A (zh) * 2015-07-28 2015-12-02 南京航空航天大学 一种基于FPGA的并行结构Sinc插值方法
CN105403765A (zh) * 2014-12-30 2016-03-16 北京无线电计量测试研究所 一种用于脉冲功率测量的稳幅环路装置
CN206020541U (zh) * 2016-09-09 2017-03-15 成都信息工程大学 一种基于fpga的脉冲信号参数测量仪
CN106841086A (zh) * 2016-11-22 2017-06-13 北京空间机电研究所 一种提高大气探测傅里叶光谱仪信噪比的方法
CN106932640A (zh) * 2017-04-28 2017-07-07 金陵科技学院 基于fpga的脉冲信号参数测量方法及系统
CN107131918A (zh) * 2017-07-02 2017-09-05 中国计量大学 一种低功耗超声波流量计回波信号处理方法及电路
CN108776259A (zh) * 2018-06-26 2018-11-09 电子科技大学 基于数字带宽限制技术的功率分析仪
CN109030934A (zh) * 2018-06-07 2018-12-18 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种提高峰值功率测量速度的方法
CN109030979A (zh) * 2018-06-07 2018-12-18 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种标量网络分析仪与信号发生器准确同步扫频的方法
CN109298236A (zh) * 2018-11-15 2019-02-01 中电科仪器仪表有限公司 一种微波功率测量线性偏置表的测量方法
CN109298248A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 中电科仪器仪表有限公司 一种基于fpga的复杂脉冲调制序列测量电路及方法
CN109298657A (zh) * 2017-12-21 2019-02-01 上海创远仪器技术股份有限公司 一种基于fpga的时变信号功率检测与自动增益控制的方法
CN109765412A (zh) * 2018-12-28 2019-05-17 中电科仪器仪表有限公司 一种基于可编程电路的精确定位触发位置的方法
CN109948223A (zh) * 2019-03-12 2019-06-28 中山大学 一种基于拉格朗日插值的脉冲幅度获取方法
CN110967555A (zh) * 2019-11-26 2020-04-07 中电科仪器仪表有限公司 一种提高峰值功率测量触发精度的方法
CN111190190A (zh) * 2019-12-05 2020-05-22 天津大学 双飞秒激光测距系统数据处理平台硬件实现

Patent Citations (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167001A (en) * 1999-01-26 2000-12-26 Xilinx, Inc. Method and apparatus for measuring setup and hold times for element microelectronic device
CN1444756A (zh) * 2000-07-28 2003-09-24 汤姆森许可贸易公司 显示装置的功率电平控制的装置和方法
WO2002073914A1 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 The National University Of Singapore Method and apparatus to recover data from pulses
JP2012078281A (ja) * 2010-10-05 2012-04-19 Yokogawa Electric Corp 電力測定装置
CN102508045A (zh) * 2010-12-20 2012-06-20 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种准确测量窄脉冲调制参数的方法
CN102565484A (zh) * 2010-12-31 2012-07-11 北京普源精电科技有限公司 具有精细触发功能的数字示波器
CN102497210A (zh) * 2011-11-30 2012-06-13 电子科技大学 一种多adc高速数据采集系统的数据同步识别装置
CN104251986A (zh) * 2013-06-27 2014-12-31 杭州中科天维科技有限公司 一种全波形数字化检测装置
CN103645378A (zh) * 2013-12-13 2014-03-19 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种高速无缝捕获的脉冲功率统计测量方法
CN103762975A (zh) * 2014-01-17 2014-04-30 中国科学院上海技术物理研究所 基于sca多通道高速采集系统的时频同步校准方法
CN103969483A (zh) * 2014-04-24 2014-08-06 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种数字示波器触发系统
CN104077492A (zh) * 2014-07-08 2014-10-01 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种基于fpga的采样数据内插方法
CN105403765A (zh) * 2014-12-30 2016-03-16 北京无线电计量测试研究所 一种用于脉冲功率测量的稳幅环路装置
CN105117196A (zh) * 2015-07-28 2015-12-02 南京航空航天大学 一种基于FPGA的并行结构Sinc插值方法
CN206020541U (zh) * 2016-09-09 2017-03-15 成都信息工程大学 一种基于fpga的脉冲信号参数测量仪
CN106841086A (zh) * 2016-11-22 2017-06-13 北京空间机电研究所 一种提高大气探测傅里叶光谱仪信噪比的方法
CN106932640A (zh) * 2017-04-28 2017-07-07 金陵科技学院 基于fpga的脉冲信号参数测量方法及系统
CN107131918A (zh) * 2017-07-02 2017-09-05 中国计量大学 一种低功耗超声波流量计回波信号处理方法及电路
CN109298657A (zh) * 2017-12-21 2019-02-01 上海创远仪器技术股份有限公司 一种基于fpga的时变信号功率检测与自动增益控制的方法
CN109030934A (zh) * 2018-06-07 2018-12-18 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种提高峰值功率测量速度的方法
CN109030979A (zh) * 2018-06-07 2018-12-18 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种标量网络分析仪与信号发生器准确同步扫频的方法
CN108776259A (zh) * 2018-06-26 2018-11-09 电子科技大学 基于数字带宽限制技术的功率分析仪
CN109298248A (zh) * 2018-11-12 2019-02-01 中电科仪器仪表有限公司 一种基于fpga的复杂脉冲调制序列测量电路及方法
CN109298236A (zh) * 2018-11-15 2019-02-01 中电科仪器仪表有限公司 一种微波功率测量线性偏置表的测量方法
CN109765412A (zh) * 2018-12-28 2019-05-17 中电科仪器仪表有限公司 一种基于可编程电路的精确定位触发位置的方法
CN109948223A (zh) * 2019-03-12 2019-06-28 中山大学 一种基于拉格朗日插值的脉冲幅度获取方法
CN110967555A (zh) * 2019-11-26 2020-04-07 中电科仪器仪表有限公司 一种提高峰值功率测量触发精度的方法
CN111190190A (zh) * 2019-12-05 2020-05-22 天津大学 双飞秒激光测距系统数据处理平台硬件实现

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于数字触发和Ｓｉｎｃ插值的脉宽测量方法;苏发，刘元商等人;《理论与方法》;28-31 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112051442A (zh) 2020-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8219339B2 (en) Method and apparatus for a real time signal integrity oscilloscope
JP2009531877A (ja) 改良デジタル・トリガ回路
KR20020096895A (ko) 스펙트럼 분석에 기초한 일련의 데이터 지터 측정 장치 및방법
CN106772185B (zh) 一种用于示波器的信号间隔或周期检测方法和装置
CN112051442B (zh) 一种微波峰值功率测量中提高时间参数测量速度的方法
JP2008510967A (ja) 位相シフトした周期波形を使用する時間測定
EP0543139B1 (en) Jitter analyzer
CN110166046B (zh) 基于相位延迟的顺序等效采样系统
CN108776264B (zh) 数字示波器的fft分析装置
US20080126010A1 (en) Method and apparatus for constructing a synchronous signal diagram from asynchronously sampled data
JP5274365B2 (ja) 信号測定装置、信号測定方法、記録媒体、および試験装置
CN111308147A (zh) 一种基于信息熵的数据采集装置
US6366081B1 (en) Method and apparatus for high throughput media defect testing using true reference value
JP2009271077A (ja) スキュー測定装置、スキュー測定方法、記録媒体、および試験装置
CN111413725A (zh) 一种利用虚拟仪器技术实现γ-γ数字符合测量的系统及方法
CN107247183B (zh) 一种相位测量系统及方法
US20120102353A1 (en) Data processing apparatus, data processing system, measurement system, data processing method, measurement method, electronic device and recording medium
JP2003187533A (ja) 期待値生成ユニット及びデータ再生装置
CN114675079A (zh) 重构稳态波形的高信噪比电压暂降扰动信号提取方法及其系统
CN111970003B (zh) Adc频谱测试中非相干采样信号恢复方法
CN111555930B (zh) 数字信号时间抖动的测量方法及系统
CN108646072B (zh) 一种基于汉明距的触发产生装置
JP4335381B2 (ja) クロック生成装置、及びクロック生成方法
CN112798857B (zh) 一种峰值功率多脉冲参数测量方法
CN109633228A (zh) 一种示波器中采样方法、装置及示波器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 266555 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province

Applicant after: CLP kesiyi Technology Co.,Ltd.

Address before: 266555 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province

Applicant before: CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY INSTRUMENTS Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant