一種多音測(cè)試信號(hào)失真產(chǎn)物抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多音測(cè)試信號(hào)失真產(chǎn)物抑制方法，適用于電子測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙音信號(hào)常用于測(cè)試設(shè)備的三階互調(diào)失真產(chǎn)物大小，以獲取三階互調(diào)失真截?cái)帱c(diǎn) (THD)等非線性指標(biāo)參數(shù);多音信號(hào)憑借其帶限連續(xù)譜特性，常常用于通信設(shè)備性能評(píng)估和 測(cè)試。在衛(wèi)星測(cè)試領(lǐng)域，測(cè)試通道的三階互調(diào)特性時(shí)需要用到雙音信號(hào)；在衛(wèi)星進(jìn)行EMC試 驗(yàn)時(shí)，需要多音信號(hào)作為上行激勵(lì)信號(hào)，使多路轉(zhuǎn)發(fā)器工作在額定狀態(tài)。
[0003] 目前，一般使用矢量信號(hào)源產(chǎn)生多音信號(hào)，其內(nèi)部集成任意波發(fā)生器，可通過(guò)播放 多音信號(hào)基帶波形文件來(lái)產(chǎn)生多音信號(hào)。但是，由于信號(hào)源內(nèi)部器件的非線性，得到的多音 信號(hào)多帶有失真產(chǎn)物(本振泄露，鏡像泄露，雜散），這些信號(hào)嚴(yán)重影響了多音信號(hào)作為測(cè)試 信號(hào)時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍。
[0004]針對(duì)這些失真產(chǎn)物，一般采用預(yù)失真方法進(jìn)行抑制，以改善信號(hào)質(zhì)量。預(yù)失真方法 采用等幅反相抵消原理，即在失真信號(hào)頻點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)幅度相同、相位相反的信號(hào)對(duì)原失 真信號(hào)進(jìn)行抵消。估計(jì)失真信號(hào)的幅度和相位是預(yù)失真方法的核心。
[0005] 幅度估計(jì)一般直接測(cè)量失真信號(hào)電平和主音信號(hào)電平的相對(duì)值，在假定系統(tǒng)為線 性系統(tǒng)的條件下，可得到基帶失真信號(hào)相對(duì)于主音信號(hào)的幅度，進(jìn)而得到基帶失真信號(hào)的 幅度估計(jì)。由于一般測(cè)試設(shè)備(頻譜儀)無(wú)法測(cè)試相位，因此不能直接測(cè)得失真信號(hào)的相位 值。
[0006] 《電信技術(shù)研究》2011年第4期中的論文《多音測(cè)試信號(hào)失真產(chǎn)物的預(yù)失真抑制方 法與實(shí)現(xiàn)》給出了一種基帶失真信號(hào)相位的估計(jì)方法，其思想為:分三次在基帶失真信號(hào)頻 率處產(chǎn)生有一定相位間隔的信號(hào)，通過(guò)測(cè)量疊加后失真信號(hào)的大小，取三次測(cè)量中失真產(chǎn) 物最小時(shí)的對(duì)應(yīng)相位，該相位與失真信號(hào)的相反相位最接近；以上次所得信號(hào)相位為基準(zhǔn)， 減小相位間隔，再次進(jìn)行搜索，得到基帶失真信號(hào)相位估計(jì)值;通過(guò)多次迭代，可不斷縮小 范圍，提升估計(jì)精度。
[0007] 該方法主要存在的問(wèn)題是：（1)該算法的穩(wěn)定性與初始相位密切相關(guān)，當(dāng)初始相位 與基帶失真信號(hào)相位相隔較小時(shí)，可較快定位基帶失真信號(hào)相位；（2)進(jìn)行相位估計(jì)時(shí)需要 多次迭代(一般需要7次以上），效率較低；（3)搜索方法可能出現(xiàn)迭代不收斂問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服以上缺點(diǎn)，提供一種多音測(cè)試信號(hào)失真產(chǎn)物抑制 方法，該方法穩(wěn)定不需要迭代即可估計(jì)出失真信號(hào)相位，進(jìn)而完成失真產(chǎn)物抑制。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種多音測(cè)試信號(hào)失真產(chǎn)物抑制方法，如圖1所示，實(shí)現(xiàn)步 驟如下：
[0010] (1)取得有用信號(hào)Ss功率值Ps與失真信號(hào)Sd的功率值Pd，結(jié)合基帶有用信號(hào)S 7s的功 率設(shè)置值K s，估算出基帶失真信號(hào)f d的功率值P'd;
[0011] (2)在基帶失真信號(hào)頻率處分四次產(chǎn)生初相分別為θ'y、
功率均為P' y = P'd的基帶預(yù)失真信號(hào)s' y，S' y對(duì)應(yīng)的預(yù)失真信號(hào)Sy與失真信號(hào)Sd進(jìn)行疊加， 得到疊加后信號(hào)的線性功率值?<11上2、？(13、？(14，根據(jù)下式即可估算出基帶失真信號(hào)3 /(1的相 位值Θ、；
[0012] 0/d = 0/y-atan2 (Pd4-Pd2, Pdi-Pd3)
[0013] atan2是matlab中用于計(jì)算四象限反正切的函數(shù)；
[0014] (3)在基帶失真信號(hào)頻率處，產(chǎn)生初相為0'd+3i、功率為P'd的信號(hào)S，即可對(duì)原失真 信號(hào)進(jìn)行等幅反相抵消，以實(shí)現(xiàn)失真產(chǎn)物抑制。
[0015] θ'y的取值為任意值，取〇方便計(jì)算。
[0016] p' fPd-Ps+p's，ps、pd、p' s、p'd 均為對(duì)數(shù)功率值。
[0017] 所述的功率值Ps、Pd、Pdl、P d2、Pd3、Pd4均通過(guò)頻譜儀測(cè)量獲得，Ps、PA對(duì)數(shù)功率值， Pdi、Pd2、Pd3、Pd4為線性功率值。
[0018] 本發(fā)明的原理:在基帶失真信號(hào)頻點(diǎn)處，分四次產(chǎn)生幅度與失真信號(hào)幅度相等，相 位分別為Θ%、
的預(yù)失真信號(hào)，測(cè)量疊加后信號(hào)的功率值，根據(jù)公式 直接計(jì)算出失真信號(hào)的相位估計(jì)值。
[0019] 本發(fā)明具體理論支持推導(dǎo)過(guò)程如下：
[0020] 假設(shè)原多音信號(hào)中失真信號(hào)Sd的功率為Pd，幅度為Ad，相位為0d;該失真信號(hào)對(duì)應(yīng) 基帶信號(hào)S' d的功率為P'd，幅度為A'd，相位為y d。
[0021] 首先，使用頻譜儀測(cè)量取得有用信號(hào)Ss的功率值匕與失真信號(hào)Sd的功率值Pd，結(jié)合 基帶有用信號(hào)的功率設(shè)置值K s，根據(jù)公式1估算出基帶失真信號(hào)的功率值Pd;
[0022] P7d = Pd-PjP's (公式 1)
[0023]公式1中功率值均為對(duì)數(shù)功率值。
[0024]然后，在基帶失真信號(hào)頻點(diǎn)處疊加功率為P' y = P'd，幅度為A' y，相位為θ' y的預(yù)失 真信號(hào)S'y，該基帶預(yù)失真信號(hào)S%對(duì)應(yīng)射頻預(yù)失真信號(hào)Sy的功率為Py，幅度為A y，相位為θγ。 預(yù)失真信號(hào)Sy與失真信號(hào)Sd疊加后得到信號(hào)的線性功率值匕:滿足公式2,矢量疊加示意圖 見(jiàn)圖2。
[0026] 其中常數(shù)k是幅度與功率進(jìn)行換算的系數(shù)。
[0027] 保持基帶預(yù)失真信號(hào)S%的幅度不變，相位在θ'y的基礎(chǔ)上分別增加
，則射 頻預(yù)失真信號(hào)Sy的相位θγ也分別旋轉(zhuǎn)
得到疊加后信號(hào)的線性功率值見(jiàn)公式3、公 式4、公式5:
[0031 ] 功率值Pdl、Pd2、Pd3、Pd4均是線性功率值，并滿足公式6、公式7
[0032] Pd4~Pd2 = 4kAdAy sin(0y-0d)(公式6)
[0033] Pdi-Pd3 = 4kAdAy cos(0y-0d)(公式7)
[0034] 則原多音信號(hào)中的失真信號(hào)Sd的相位0d可采用公式8進(jìn)行計(jì)算。
[0035] 0d = 0y-atan2(Pd4-Pd2, Pdi-Pd3)(公式 8)
[0036] atan2是matlab中用于計(jì)算四象限反正切的函數(shù)，其根據(jù)角度的正弦和余弦值來(lái) 計(jì)算反正切，計(jì)算結(jié)果范圍為(-^]。
[0037] 失真信號(hào)Sd與預(yù)失真信號(hào)Sy的相位差等于基帶失真信號(hào)S' d和基帶預(yù)失真信號(hào)S' y 的相位差，BP
[0038] 0d-0y=0/d-0/y
[0039] 則基帶失真信號(hào)S'd的相位Md可由公式9進(jìn)行計(jì)算：
[0040] 0/d = 0/y-atan2 (Pd4-Pd2, Pdi-Pd3)(公式 9)
[0041] θ'γ是首次疊加預(yù)失真信