CN114640409B - 一种接收机触发延时测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种接收机触发延时的测量方法，所述方法包括如下步骤：搭建测量链路；所述测量链路包括信号源和测量接收机；设置源参数产生方波信号，接收机打开触发功能，选择触发源，捕获触发时接收的IQ数据；数据分析，计算当前路径的触发延时。采用本发明的方法，从实测仿真和验证结果可知，通过方波测量触发通道与接收机射频通道间的时延差是可行的，只需保证链路中功分器后的两条射频电缆的长度一致即可保障接收机触发端口和射频端口输入信号的延时一致性，测量得到的结果精确表征了接收机触发链路与射频链路之间的时延差，便捷且精度较高。
Description
技术领域
本发明属于接收机测试技术领域，尤其涉及一种接收机触发延时测量方法。
背景技术
接收机的触发延时是触发链路与射频接收链路之间的相对时延差。在工程设计中，由于触发链路与射频接收链路采用的元器件及线缆长度均不同，导致两者对相同输入信号的时延有差异，进而在开启触发功能时触发捕捉到的信号不是精确的上升沿或下降沿，这部分误差在一些测量场景中是不可忽略的。但触发延时在实际工程中很难精确地测量，本发明提供一种方法，使射频接收端口与触发端口处输入的信号严格对齐，且将时域时延概念转换到频域群延时概念，计算触发相对延时，便于后期触发延时的补偿使得两链路信号对齐。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种接收机触发延时的测量方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1，搭建测量链路；所述测量链路包括信号源和测量接收机；
步骤2，设置信号源参数产生方波信号；
步骤3，接收机打开触发功能，选择触发源，捕获触发时接收的IQ数据；
步骤4，数据分析，计算当前路径的触发延时。
进一步的，所述测量链路的连接包括：
步骤1.1，将信号源和测量接收机的时钟信号输入端子共同连接到预定频率的时钟信号输出上；
步骤1.2，使用一根信号电缆连接信号源的信号输出端和功分器的信号输入端，用功分器将方波信号一分二；
步骤1.3，使用相同长度的二根信号电缆分别连接功分器的不同信号输出端，将功分器的一个信号输出端输出的方波信号送入接收机射频输入端口；将功分器的另一个信号输出端输出的方波信号送入接收机外部触发输入端口。
进一步的，步骤2包括：设置信号源的信号参数，用该信号参数控制信号源的发出的方波信号。
进一步的，步骤3包括：接收机开启触发功能并选择触发源为外部触发，当触发时捕获IQ数据。
进一步的，步骤4包括：取占空比为50％的方波信号的奇次谐波分量计算群延时，所述群延时满足：
其中，f0是方波频率，m和n都是奇数，m≠n， 和/>为两谐波的初相。
进一步的，所述方波信号周期为10us的，幅度±500mv；n-m≥4。
进一步的，所述时钟信号≥10MHz。
采用本发明的方法，从实测仿真和验证结果可知，通过方波测量触发通道与接收机射频通道间的时延差是可行的，只需保证链路中功分器后的两条射频电缆的长度一致即可保障接收机触发端口和射频端口输入信号的延时一致性，测量得到的结果精确表征了接收机触发链路与射频链路之间的时延差，便捷且精度较高。
附图说明
图1为本发明提出的接收机触发延时测量链路；
图2为理想方波时域图；
图3是本发明的方波时域波形和频谱图；
图4是实测接收机通道与触发通道的相对延时：
图5是触发延时补偿后的接收机通道信号对齐情况。
具体实施方式
本发明通过如下步骤实现：
(1)搭建测量链路；
(2)设置源参数产生方波信号；
(3)接收机打开触发功能，选择触发源，捕获触发到的IQ数据；
(4)数据分析，计算当前路径的触发延时；
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
A.测量链路
利用方波信号测量接收机的触发延时链路搭建如图1所示。
(1)将源和接收机10MHz时钟共参考，去除频偏影响；
(2)设置源参数发送方波信号；
(3)利用功分器将方波信号一分二；
(4)将其中一路方波信号送入接收机射频输入端口、将另一路方波信号送入接收机外部触发1输入端口。
其中，将射频电缆Line1和Line2选用长度一致的电缆，避免线缆长度不同带来的时延差，此时接收机的射频输入端口和外部触发1输入端口输入的信号均为方波信号，且相位基本一致。当接收机开启触发功能并选择触发源为外部触发1时，当触发时捕获到的IQ数据即为触发链路上升沿到达时射频链路的信号，通过一定方法可计算出将射频链路与触发链路之间的时延差。
B、触发延时测量原理
在窄带情况下，假设一个系统的频率响应为下式，当输入窄带信号为x[n]＝
cos(ω1n)+cos(ω2n)，
其中ω2接近ω1。
则系统群延时可由下式计算：
本文将系统的时域延时概念转换到频域群延时概念，利用相位对频率的微分计算信号经过此系统的延时。本文采用方波信号测量接收机的触发延时。
方波信号在一个周期内的时域表达式如下：
波形如图2所示，其中，2T1为一个周期内高电平持续时间，T0为方波重复周期，其倒数为方波基波频率。
假设T1＝T0/4(50％占空比)，且ω0T0＝2π，那么其傅里叶级数为：
k＝0:
k≠0:
其中，ω0＝2πf0
从上式可知：占空比50％的方波偶次谐波分量为0，奇次谐波分量的相位0,π交替出现。
假设取m和n次谐波分量计算群延时，公式如下：
其中， 和/>为两谐波的初相。
如果取m为1次谐波，n为5次谐波，则其初相相等且均为0，利用上式得到的延时即表征了当前通路下由于谐波频率不同引起相位变化量的不同，与谐波分量初相无关。此时，只需计算第m和n次谐波分量的相位即可计算群延时。
C、仿真
理想情况仿真：
仿真周期为10us的方波信号，幅度±500mv，其时域波形及频域频谱图如图3所示。
计算奇次谐波相位(1/3/5/7/9/11/13/15)
| 谐波 | 相位(°) |
| 1 | 1.40625 |
| 3 | -175.78125 |
| 5 | 7.03125 |
| 7 | -170.15625 |
| 9 | 12.65625 |
| 11 | -164.53125 |
| 13 | 18.28125 |
| 15 | -158.90625 |
分别对1,5,9,13和3,7,11,15做差分计算群延时得到：
| 谐波对 | 延时采样点数(τ·fs) |
| 1-5 | -0.5 |
| 5-9 | -0.5 |
| 9-13 | -0.5 |
| 3-7 | -0.5 |
| 7-11 | -0.5 |
| 11-15 | -0.5 |
从上表可以看出奇次谐波1,5,9,13和3,7,11,15的差分延时采样点数均为-0.5，这是由于数字端数据截断位置为整数点位置，与理论推导相差半个采样点，即实际的奇次谐波初相特性与理论推导保持一致，下面实测接接收机触发延时特性。
实测及仿真验证：
源参数配置：发送周期为10us的方波信号，幅度±500mv，经功分器后分别送入接收机的外部触发1端口和射频输入端口。
接收机参数配置：接收机开启触发功能，触发源选择外部触发1，选择上升沿触发，触发延时设为0。捕获触发时的数据并计算触发延时。
外触发信号触发下捕获数据计算接收机通道下的时延值，如下表所示：
测量结果验证：
配置源参数，触发端口发送周期为100us的触发信号；射频端口发送重复周期为100us、脉内调制为AM信号的脉冲进行验证。接收机通道捕获触发时的数据包络如下图4、图5所示，可以看出接收机通道信号比触发信号上升沿延迟0.835us，补偿0.765us延时后再捕获数据触发延时为0.053us，此误差来自验证时源的触发端口与射频端口之间存在延时。而本发明提出的方法利用同一方波信号输入功分两路后分别输出到接收机的触发端口和射频端口，已避开此种情况下的误差。
从实测仿真和验证结果可知，通过方波测量触发通道与接收机射频通道间的时延差是可行的，只需保证链路中功分器后的两条射频电缆的长度一致即可保障接收机触发端口和射频端口输入信号的延时一致性，测量得到的结果精确表征了接收机触发链路与射频链路之间的时延差，便捷且精度较高。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种接收机触发延时的测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1，搭建测量链路；所述测量链路包括信号源和测量接收机；
使用相同长度的二根信号电缆分别连接功分器的不同信号输出端，将功分器的一个信号输出端输出的方波信号送入接收机射频输入端口；将功分器的另一个信号输出端输出的方波信号送入接收机外部触发输入端口；
步骤2，设置信号源参数产生方波信号；
步骤3，接收机打开触发功能，选择触发源，捕获触发时接收的IQ数据，所述IQ数据为触发链路上升沿到达时射频链路的信号；
步骤4，数据分析，计算当前路径的触发延时。
2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤1中所述测量链路的连接包括：
步骤1.1，将信号源和测量接收机的时钟信号输入端子共同连接到预定频率的时钟信号输出上；
步骤1.2，使用一根信号电缆连接信号源的信号输出端和功分器的信号输入端，用功分器将方波信号一分二。
3.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤2包括：设置信号源的信号参数，用该信号参数控制信号源的发出的方波信号。
4.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤3包括：接收机开启触发功能并选择触发源为外部触发，当触发时捕获IQ数据。
5.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤4包括：取占空比为50％的方波信号的奇次谐波分量计算群延时，所述群延时满足：
其中，f0是方波频率，m和n都是奇数，m≠n， 和/>为两谐波的初相。
6.如权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述方波信号周期为10us的，幅度±500mv；n-m≥4。
7.如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述时钟信号≥10MHz。
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