高精度同步采樣優(yōu)化算法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展，在智能儀器、通信、雷達(dá)等諸多領(lǐng)域，研制具有高速高精度性能的數(shù)據(jù)采集儀器已成為當(dāng)今的發(fā)展趨勢。目前高端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一方面由高性能的硬件設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，另一方面需要一套專門的數(shù)字信號處理算法，該算法在建立合適的算法模型的基礎(chǔ)上，對原始采樣信號進(jìn)行有效數(shù)據(jù)處理，從而重建高精度采樣信號。
　　本文主要從分析算法的角度對高端數(shù)據(jù)采集方法進(jìn)行研究，針對多通道同步采樣系統(tǒng)，根據(jù)采樣精度和同步精度的需求，設(shè)計(jì)了一套

2、優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)原始信號的萬分之一采樣精度。針對同步采樣系統(tǒng)通道間出現(xiàn)失配誤差的情況，提出了一種校正補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)失配誤差校正與補(bǔ)償，提高采樣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和同步性。本論文的主要工作分為以下三個(gè)方面：
　?。?）在對高精度同步采樣系統(tǒng)和優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了深入的調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了以FPGA為核心的多通道ADC同步采樣系統(tǒng)，提出了優(yōu)化算法設(shè)計(jì)方案，并采用MATLAB軟件對算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。
　?。?）對高精度采樣優(yōu)化

3、算法進(jìn)行了研究，提出了兩級濾波優(yōu)化算法方案。首先針對各個(gè)通道的原始采樣信號，基于隨機(jī)外延滾動(dòng)濾波（Extension Random For Rolling Smoothing，ERFRS）與數(shù)據(jù)趨勢評估預(yù)測濾波（Data Trends Assessment Prediction，DTAP），進(jìn)行了具有針對性的改進(jìn)和優(yōu)化，提出了基于最優(yōu)循環(huán)迭代的融合評估算法即第一級優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)了降噪、特征挖掘、異值處理等操作。為了實(shí)現(xiàn)通道間失配誤差的校

4、正補(bǔ)償，詳細(xì)分析了通道間的三種失配誤差的頻譜特點(diǎn)和傳統(tǒng)誤差校正算法的優(yōu)劣性，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出誤差校正算法預(yù)處理模型，提出了基于預(yù)處理的失配誤差補(bǔ)償算法即第二級優(yōu)化算法，通過正弦擬合預(yù)處理獲得誤差參數(shù)，并選擇相應(yīng)的校正模型，采用IFFT頻譜重構(gòu)、求取頻譜期望和多速率濾波器組方法實(shí)現(xiàn)了誤差無雜散動(dòng)態(tài)范圍（Spurious-free Dynamic Range，SFDR）的校正和失配誤差的補(bǔ)償。
　?。?）基于 MATLAB仿真平臺對所