專利名稱：一種高頻周期信號的采樣方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及采樣技術，更具體地涉及一種高頻周期信號的采樣方法和系統。
背景技術：
現代電子信息技術數據處理的速度越來越快，像電腦、手機、移動電視、GPS導航、 RFID不停車收費等裝置，通信頻率都達到G的數量級，這些產品的研發和制造離不開高頻 數字示波器，它們是研發人員的眼睛。在數字示波器中對輸入信號先要進行模數轉換(A/D)，將模擬信號轉換成數字信 號，再作處理和顯示。A/D轉換器的速度決定了儀器的采樣速率，也決定了儀器的最高工作 頻率指標，即能夠測量并顯示的信號頻率上限。儀器的價格隨著測量頻率指標的提升而急 劇升高。一臺G級的電子測量儀一般要數十萬元人民幣，而且基本上是國外進口。目前單 個A/D轉換器件的速度還很難達到G級這么高，而且百兆以上的A/D器件價格昂貴。高頻信號通常是穩定的周期信號或階段穩定周期信號，可以用較低的采樣頻率， 即用低速A/D器件來實現對高頻周期信號的采樣和再現，這種采樣和再現技術叫等效采 樣，現有100M以上高頻數字存儲示波器都帶有等效采樣功能，有多種方法來實現對周期信 號的等效采樣，例如雙斜積分法或游標尺法。這些方法的硬件電路復雜，調試困難，精度差， 許多儀器采用這類方法，名義上具有等效采用功能，卻不能實現對高頻信號的測量和恢復。因此，有必要提供一種改進的高頻周期信號的采樣方法和系統來克服上述缺陷。

發明內容
本發明的目的是提供一種高頻周期信號的采樣方法，能夠有效地利用低速A/D對 高頻周期信號進行采樣和恢復，采樣精度高、可控性強。本發明的另一目的是提供一種高頻周期信號的采樣系統，能夠有效地對高頻周期 信號進行采樣和恢復，系統簡單，采樣精度高、可控性強。為實現上述目的，本發明提供了一種高頻周期信號的采樣方法，包括步驟利用采 樣信號對輸入信號進行采樣，并存儲經采樣后的輸入信號的數據；對輸入信號及采樣信號 進行頻率計數，獲得輸入信號和采樣信號的頻率比；利用輸入信號和采樣信號的頻率比對 存儲的經采樣后的輸入信號的數據進行數據處理，從而恢復輸入信號；將恢復的輸入信號 輸出以顯示波形。較佳地，在利用采樣信號對輸入信號進行采樣前，對輸入信號進行信號調理及電 平比較，同時對所述輸入信號及采樣信號進行頻率計數，將所述采樣信號作為啟動頻率計 數及結束頻率計數的時鐘。較佳地，利用周期遞推算法對經采樣后的輸入信號的數據進行數據處理，使對輸 入信號的采樣值分布在所述輸入信號的一個周期中的不同位置上，重構輸入信號一個周期 的函數圖形，進而重復所述周期函數圖形以恢復整個輸入信號。較佳地，利用周期遞推算法確定每一所述采樣值在所述輸入信號的一個周期中的
4位置排序由下式算出
權利要求
1.一種高頻周期信號的采樣方法，其特征在于包括步驟利用采樣信號對輸入信號進行采樣，并存儲經采樣后的輸入信號的數據； 對輸入信號及采樣信號進行頻率計數，獲得輸入信號和采樣信號的頻率比； 利用輸入信號和采樣信號的頻率比對存儲的經采樣后的輸入信號的數據進行數據處 理，從而恢復輸入信號；將恢復的輸入信號輸出以顯示波形。
2.如權利要求1所述的采樣方法，其特征在于，在利用采樣信號對輸入信號進行采樣 前，將輸入信號進行信號調理及電平比較，同時對所述輸入信號及采樣信號進行頻率計數， 將所述采樣信號作為啟動頻率計數及結束頻率計數的時鐘。
3.如權利要求1所述的采樣方法，其特征在于，利用周期遞推算法對經采樣后的輸入 信號的數據進行數據處理，使對輸入信號的采樣值分布在所述輸入信號的一個周期中的不 同位置上，重構輸入信號一個周期的函數圖形，進而重復所述周期函數圖形以恢復整個輸 入信號。
4.如權利要求3所述的采樣方法，其特征在于，利用周期遞推算法確定每一所述采樣 值在所述輸入信號的一個周期中的位置排序由下式算出
5.如權利要求3所述的采樣方法，其特征在于，在利用周期遞推算法恢復和再現輸入 信號時，利用誤差補償及校正算法進行誤差補償及校正處理，以準確確定各順序采樣點在 輸入信號一個周期中的不同位置上。
6.一種高頻周期信號的采樣系統，其特征在于，所述系統包括采樣單元，利用采樣信號對輸入信號進行采樣，并存儲經采樣后的輸入信號的數據； 頻率計數單元，用于對輸入信號及采樣信號進行頻率計數，獲得所述輸入信號和采樣 信號的頻率比；數據處理單元，利用所述輸入信號和采樣信號的頻率比對存儲的經采樣后的輸入信號 的數據進行數據處理，從而恢復輸入信號；顯示單元，用于將恢復的輸入信號輸出以顯示波形。
7.如權利要求6所述的采樣系統，其特征在于，還包括信號調理單元，對輸入信號進行 信號調理，并將進行調理后的輸入信號發送到采樣單元進行采樣。
8.如權利要求6所述的采樣系統，其特征在于，所述采樣單元包括A/D轉換模塊，利用采樣信號對輸入信號進行采樣以實現輸入信號的A/D轉換； 數據存儲模塊，用于存儲經A/D轉換后的輸入信號的數據。
9.如權利要求6所述的采樣系統，其特征在于，所述數據處理單元包括信號恢復模塊，利用周期遞推算法對經采樣后的輸入信號的數據進行數據處理，從而 恢復整個輸入信號；誤差補償及校正模塊，對采用點的位置進行誤差補償及校正處理，以確定各順序采樣 點在輸入信號一個周期中的正確位置。
全文摘要
本發明公開了一種高頻周期信號的采樣方法，包括步驟利用采樣信號對輸入信號進行采樣，并存儲經采樣后的輸入信號的數據；對輸入信號及采樣信號進行頻率計數，獲得輸入信號和采樣信號的頻率比；利用輸入信號和采樣信號的頻率比對存儲的經采樣后的輸入信號的數據進行數據處理，從而恢復輸入信號；將恢復的輸入信號輸出以顯示波形。本發明高頻周期信號的采樣方法，能夠有效地利用低速A/D對高頻周期信號進行采樣和恢復，采樣精度高、可控性強。本發明還公開了一種高頻周期信號的采樣系統。
文檔編號H03M1/54GK102098051SQ20101062025
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者余成, 曹亞斌, 李強, 賴樹明, 黃光標 申請人:余成