[发明专利]用于接收机性能测试的频谱分析算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种频谱分析算法,尤其涉及一种用于接收机性能测试的频谱分析算法，属于信号处理算法。

背景技术

ADC动态性能测试和IQ正交特性测试是接收机性能测试的关键指标。

目前对AD转换器动态特性测试主要有两种已成体系的标准：IEEE-1241和DYNAD。

DYNAD基于标准ADC输出信号的频域的对称性，仅研究0到                                                （为采样频率）范围频域，没有考虑实际I、Q通道的不平衡造成复数信号的频谱总会存在一定的镜像。IEEE-1241虽然考察从到的整个频域的性能，但和DYNAD一样都没有对信噪比（SNR）加以研究。

这两种标准都没有对具体的频谱分析方法、窗函数选择方法和不同能量谱线数量提取方法加以讨论。

至于IQ正交特性测试方法国内虽有众多研究，并没有形成有效标准。

另外，对于这些测试方案已有的讨论都没有涉及分析工具和测试精度。

发明内容

所要解决的技术问题：

针对以上不足本发明提供了一种对采集到的数据进行频谱分析，确定窗函数的选择方法，从而确定直流、信号、镜像、谐波、噪声及杂散等分量的提取方法和频谱旁瓣数量的估算方法；在整个频域完成ADC动态性能测试和IQ正交特性测试，ADC动态性能测试包含信噪比（）在内五项指标的用于接收机性能测试的频谱分析算法。

技术方案：

一种用于接收机性能测试的频谱分析算法，包括以下步骤：

步骤1: 对采集来的数据调用该算法的不同函数计算相应指标：

IrrDb（）指镜像抑制比；

SfdrDb（）指无杂散动态范围；

SnrDb（）指信噪比；

SinadDb（）指信号与噪声加失真比；

ThdDb（）指总谐波失真；

Enob（）指有效位；

以上为ADC动态性能指标；

AmpErr（）指幅度一致性误差；

PhaseErr（）指相位正交性误差；

以上为I路和Q路信号的正交特性指标；

步骤2：求解上述指标：

（1）ADC动态性能指标的具体求解方法为：

a, 根据信号幅度即ADC位数决定窗函数类型，具体为4位ADC选海明窗，6位ADC选布莱克曼窗，8～22位ADC选布莱克曼海瑞－7窗，其他位数ADC选汉宁窗；

b，对加窗后的I、Q两路数据进行复数FFT，得到复数数组的频谱；

c, 在整个频域内找出各分量的谱线集合，谱线数目均由所用的窗函数决定，具体为布莱克曼窗选分量谱线左右各3根谱线，布莱克曼海瑞－7窗选分量谱线左右各7根谱线，其他窗选分量谱线左右各2根谱线；

d, 根据定义求出各个指标：

镜像抑制比；

无杂散动态范围；

信噪比；

信号与噪声加失真比；

总谐波失真；

有效位；

（2）I路和Q路信号的正交特性指标的求解方法为：

a,对I、Q两路数据直接进行实数FFT，得到两路数据的幅度谱;

b,依次求出两路幅度谱的最大值，即分别为I路、Q路信号频域最大模值，根据幅度一致性误差定义，求得I路和Q路信号的幅度一致性误差；

c，根据相位正交性误差定义，求得I路和Q路信号的相位正交性误差；

步骤3：通过在算法程序中设定有效位数，可以控制算法精度；

当待采集信号特性为16位AD、IQ两路标准正弦信号幅度一致即＝0 dB且相位正交即＝0°时，调用该算法的结果是幅度一致性误差-0.007585dB、相位正交性误差 -0.000022°、信噪比172.342920dB、无杂散动态范围 96.498415dB、信号与噪声加失真比95.555793dB、总谐波失真-95.523528dB、有效位15.580696。

有益效果：

本发明的数据采集量N≥2K时，幅度一致性（）准确度0.008 dB、相位正交性（）准确度0.0001°、信噪比（）准确度0.18 dB、无杂散动态范围（）准确度0.000001 dB、信号与噪声加失真比（）准确度0.00001 dB、总谐波失真（）准确度0.00001 dB、有效位（）准确度0.000001 dB。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细地说明。

用于接收机性能测试的频谱分析算法包括以下步骤：