[发明专利]一种随机相位噪声数字化抽取滤波方法及装置

说明书

本发明公开了一种随机相位噪声数字化抽取滤波方法及装置，包括输入信号同步时钟模块一和输出信号同步时钟模块二，时钟模块一和时钟模块二根据数字锁相环所测得的输入频率调整时钟频率，数字锁相环外接变速率抽取滤波模块，变速率抽取滤波模块连接FIR滤波模块，FIR滤波模块依次连接低速相位噪声数字流输出和互相关相位起伏谱估值模块；时钟模块一控制着高速相位噪声数字流输入模块，高速相位噪声数字流输入模块通过数据总线传输至变速率抽取滤波模块；时钟模块二控制着低速相位噪声数字流输出。本发通过数字锁相环结合变速率抽取滤波方法，实现对高速相位噪声数字信号实时解析，减小了测量系统时钟抖动所引入的附加相位噪声。

技术领域

本发明涉及相位噪声测量领域，尤其涉及一种随机相位噪声数字化抽取滤波方法及装置。

背景技术

数字抽取滤波广泛应用于模数转换领域实现信号解析，在相位噪声数字化测量系统中，直接对高速信号进行模数转换，并对数字下变频解调出的高速数字化相位起伏信号进行噪声功率谱估算，由于相位起伏数字信号速率与模数转换时采样时钟频率一致，数据冗余量大，需要对高速随机数字化噪声信号进行抽取滤波再进行噪声功率谱估算。不同于传统数字信号抽取滤波，数字化相位噪声测量系统待处理数字流信号为随机噪声信号，抽取滤波器设计应尽避免降采样率时引入的误差；另一方面，当输入信号带宽为几百兆赫兹范围内的任意频点时，相位噪声功率谱需要对不同傅里叶分析频率区间进行分析，随机相位起伏信号设置不同抽取率，且抽取滤波器的抽取率为非整数值，对滤波器设计提出更高的要求。

鉴于此，本发明的目的在于提供一种随机相位起伏数字抽取滤波方法，对高速采样的数字信号抽取滤波设计了一种变速率数字抽取滤波，以降低数字化相位噪声测量结果不确定度。

发明内容

本发明的目的是提供一种随机相位噪声数字化抽取滤波方法及装置，解决数字化相位噪声测量结果不确定度的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：包括输入信号同步时钟模块一和输出信号同步时钟模块二，所述时钟模块一和时钟模块二根据数字锁相环所测得的输入频率调整时钟频率，所述数字锁相环外接变速率抽取滤波模块，所述变速率抽取滤波模块连接有FIR滤波模块，所述FIR滤波模块依次连接有低速相位噪声数字流输出和互相关相位起伏谱估值模块；

所述时钟模块一控制着高速相位噪声数字流输入模块，所述高速相位噪声数字流输入模块通过数据总线传输至所述变速率抽取滤波模块；所述时钟模块二控制着低速相位噪声数字流输出。

进一步的，所述变速率抽取滤波模块包括积分滤波响应模块、降采样率模块、微分响应滤波模块和抽取率调节控制模块；所述积分滤波响应模块信号输出至所述降采样率模块，降采样率模块连接抽取率调节控制模块，根据抽取率调节控制模块输出的抽取率控制信号实时、动态调节降采样率模块的抽取率，并对积分阶段进行滤波响应，同时，降采样率模块输出信号至微分响应滤波模块；所述微分响应滤波模块连接有低速相位噪声数字流输出。

进一步的，所述积分滤波响应模块内部由第一个加法器、第二个加法器、第一个延迟模块和第二个延迟模块单元组成；所述第一个加法器接收输入高速数字信号，由其内部的第一个延迟模块输出响应信号，经过信号累加输出到第二个加法器；第二个加法器耦合到第二个延迟模块的输入端，并响应第二个延迟模块输出信号，第一个加法器和第二个加法器延迟响应输出信号相加后信号输出至所述降采样率模块。

进一步的，所述微分响应滤波模块内部由节点一、节点二、第三个加法器、第四个加法器、第三个延迟模块和第四个延迟器单元组成；所述节点一与所述降采样率模块的输出信号端连接，所述节点一输出信号到第三个延迟模块及第三个加法器，所述第三个加法器响应第三个延迟模块输出并进行相加后信号通过所述节点二输出至所述第四个延迟器及第四个加法器，所述第四个加法器响应第四个延迟器输出并进行相加后形成低速相位噪声数字流输出。

进一步的，所述变速率抽取滤波模块为一个级联积分梳状滤波器。