一种多通道测试信号源同步校准与误差补偿方法与流程

本发明涉及多信号测量校准，具体为一种多通道测试信号源同步校准与误差补偿方法。

背景技术：

1、在通信设备、目标模拟器及科研测试平台中，多通道测试信号源可由频率源、分频单元及多路上下变频通道构成，通过多个输出通道产生不同频段的测试信号。以多发多收上下变频分系统为例，各通道在宽频段工作过程中需要根据目标输出频率切换频率源配置、分频配置及变频路径，并保持通道间预定的时延和相位同步关系。

2、目前，多通道信号同步校准通常按照输出频率或目标工作状态预先保存校准参数，在状态切换后调用对应参数，必要时再根据实际输出进行校准，实质是将目标工作状态作为同步误差状态的主要索引。一方面，同一目标工作状态由不同先前状态进入时，频率源切换与重新建立、分频配置重置以及上下变频路径切换过程可能不同，使各通道经历的内部状态变化并不一致，因此目标状态相同并不必然对应相同的实际同步状态。另一方面，同一状态转换引起的不同同步误差在多次转换中的变化规律也可能不同，将既有校准结果作为一个整体直接沿用时，其中部分参数可能已不能表征本次实际输出；而将既有结果整体失效处理，同样不能反映不同误差成分之间实际存在的状态差异。不难发现，现有以目标工作状态为索引的校准方式难以准确表征状态转换后实际形成的同步误差状态，既有校准结果与当前实际输出之间的对应关系难以确定。

3、为此，提出一种多通道测试信号源同步校准与误差补偿方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多通道测试信号源同步校准与误差补偿方法，通过解耦频率合成状态的时延相位参量，分别判定误差分量的跨转换可重复性并确定对应补偿方式，结合时间相位校准补偿后复测更新，实现同步误差校准与针对性补偿。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多通道测试信号源同步校准与误差补偿方法，包括：

4、将多通道测试信号源的输出通道划分为参考通道和待校准通道，测量参考通道和待校准通道在频率合成状态转换前后的实际输出电信号，建立时延相位关系；

5、对时延相位关系进行解耦，得到频率合成状态转换引起的相对时延增量和相对相位增量，作为同步误差分量；重复执行相同的频率合成状态转换，根据多次转换所得各同步误差分量的变化情况，分别判定各同步误差分量的跨转换可重复性；

6、再次执行相同的频率合成状态转换时，具有跨转换可重复性的同步误差分量根据多次转换所得同步误差分量的取值生成前馈补偿量；不具有跨转换可重复性的同步误差分量根据本次转换后的实际输出电信号解算当前补偿量；根据相对时延增量和相对相位增量对应的补偿量分别进行时间同步校准和相位同步校准；

7、复测参考通道和待校准通道的实际输出电信号，计算相对残余时延和相对残余相位，并更新对应补偿量。

8、优选的，所述参考通道和待校准通道在频率合成状态转换前后的实际输出电信号的测量过程包括：从多通道测试信号源参与同步校准的输出通道中选取一个输出通道作为参考通道，其余作为待校准通道；将多通道测试信号源输出信号时所采用的频率源配置、分频配置及变频路径配置的组合确定为频率合成状态，并根据状态转换前后的组合分别确定转换前频率合成状态和转换后频率合成状态；将由转换前频率合成状态进入转换后频率合成状态的频率合成状态转换确定为有向转换，不同转换前频率合成状态进入同一转换后频率合成状态时，分别对应不同有向转换；在转换前频率合成状态和转换后频率合成状态的共有输出频率范围内选取多个关联频率点，分别测量各关联频率点处有向转换前后参考通道和待校准通道的实际输出电信号，并保持同一关联频率点有向转换前后的输出功率、波形配置及电信号测量路径一致。

9、优选的，所述时延相位关系的建立过程包括：根据各关联频率点处参考通道和待校准通道的实际输出电信号，分别确定有向转换前后待校准通道相对参考通道的相位差；按照关联频率点对应的频率排列各相位差，分别建立有向转换前后相位差随频率的变化关系，将各关联频率点的相位差及相位差随频率的变化关系作为时延相位关系。

10、优选的，所述时延相位关系的解耦过程包括：将有向转换后各关联频率点的相位差与有向转换前对应关联频率点的相位差进行比较，得到各关联频率点的相对相位变化量；根据相对相位变化量随频率的变化率确定相对时延增量，从相对相位变化量中去除由相对时延增量引起的时延相位分量，确定相对相位增量，将相对时延增量和相对相位增量共同作为同步误差分量。

11、优选的，所述跨转换可重复性的判定过程包括：重复执行相同的有向转换，分别得到多次有向转换对应的相对时延增量和相对相位增量，形成相对时延增量序列和相对相位增量序列；计算相对时延增量序列的离散程度，将相对相位增量序列中的各相对相位增量映射为单位圆上的相位向量，根据各相位向量的合成结果确定相对相位增量序列的集中程度；将相对时延增量序列的离散程度与预设时延重复性判定条件进行比较，相对相位增量序列的集中程度与预设相位重复性判定条件进行比较，分别判定相对时延增量和相对相位增量的跨转换可重复性。

12、优选的，所述同步误差分量对应前馈补偿量和当前补偿量的确定过程包括：具有跨转换可重复性的同步误差分量，根据多次相同有向转换所得同步误差分量的取值生成前馈补偿量；不具有跨转换可重复性的同步误差分量，在再次执行相同有向转换后，根据参考通道和待校准通道的实际输出电信号确定同步误差分量并解算当前补偿量；将相对时延增量对应的补偿量和相对相位增量对应的补偿量组成用于本次有向转换的补偿组合。

13、优选的，所述时间同步校准和相位同步校准过程包括：补偿组合中包含前馈补偿量时，在本次有向转换后实际输出电信号的测量之前，将对应前馈补偿量预先施加至待校准通道；补偿组合中包含当前补偿量时，在本次有向转换完成后，测量参考通道和待校准通道的实际输出电信号，根据实际输出电信号解算对应当前补偿量，并施加至待校准通道的后续输出；相对时延增量对应的补偿量用于调整待校准通道的电信号输出时序，相对相位增量对应的补偿量用于调整待校准通道的电信号输出相位，分别完成时间同步校准和相位同步校准。

14、优选的，所述复测参考通道和待校准通道的实际输出电信号、计算相对残余时延和相对残余相位并更新对应补偿量的过程包括：根据复测得到的实际输出电信号计算待校准通道相对参考通道的相对残余时延和相对残余相位，将相对残余时延和相对残余相位分别与对应的预设同步时延误差限值和同步相位误差限值进行比较；相对残余时延超过同步时延误差限值时，更新相对时延增量对应的补偿量；相对残余相位超过同步相位误差限值时，更新相对相位增量对应的补偿量；相对残余时延和相对残余相位未超过对应同步误差限值时，保持对应补偿量不变。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

16、1、本发明测量频率合成状态有向转换前后的实际输出电信号，建立通道间时延相位关系，并对时延相位关系进行解耦，分别获得由有向转换引起的相对时延增量和相对相位增量。该方式不将目标频率合成状态对应的同步偏差作为单一固定误差，而是以来源状态至目标状态的有向转换为校准对象，将状态转换引起的时间同步误差与相位同步误差区分表征分析，为不同误差分量的后续重复性判断及补偿提供数据基础。

17、2、本发明通过重复执行相同有向转换，分别评价相对时延增量和相对相位增量的跨转换可重复性，由各误差分量的可重复性独立确定对应补偿量的数据来源；对具有跨转换可重复性的误差分量利用重复转换结果生成前馈补偿量，对不具有跨转换可重复性的误差分量根据当前实际输出电信号解算当前补偿量。该方式不要求相对时延和相对相位采用相同的历史结果复用状态，两类同步误差分别按照各自的跨转换稳定程度实施补偿，减少稳定误差分量的重复测量和不稳定误差分量直接沿用历史补偿结果的情况。

18、3、本发明在完成时间同步校准和相位同步校准后重新测量实际输出电信号，分别计算相对残余时延和相对残余相位，并根据残余误差对补偿量进行修正。该方式将前馈补偿、当前测量补偿与校准后实际输出复测形成闭环，使时延分量和相位分量保持独立的校准及修正关系，根据实际输出同步状态对超限误差分量进行对应修正，从而提高频率合成状态转换后多通道输出同步关系的保持能力。