寬帶取樣示波器時基誤差補償的新方法研究

朱江淼，王世鏢，趙科佳，喬孟元

(1.北京工業大學 信息學部, 北京 100124； 2.中國計量科學研究院, 北京 100029)

1 引 言

隨著科技的快速進步，高頻、高帶寬的通信和雷達信號劇增。當利用寬帶取樣示波器對信號和儀器進行精準測量時，寬帶取樣示波器的時基誤差對測量結果的影響愈加明顯，因此對其時基誤差的補償越來越重要。

寬帶取樣示波器時基誤差主要包括時基漂移、時基失真和時基抖動。國內外學者對時基誤差補償算法進行了深入研究，通常采用時基失真和時基抖動獨立處理的方法。時基漂移相對簡單，通常基于互相關算法[1]估計和補償。時基失真的估計和補償算法主要有過零檢測法和正弦擬合法，實現也較為簡單，但無法補償時基失真不連續的影響[2]。對于高速取樣示波器，美國國家標準技術研究院(NIST)提出了基于多頻率多相位的最小二乘算法[3～5]估計寬帶取樣示波器時基失真，該方法能夠修正時基不連續，一定程度上提高了測量準確度。時基抖動具有不確定性，主要通過傳統的PDF反卷積方法[6，7]和EEMD綜合法[8]補償時基抖動對測量信號的影響，但會在一定程度上導致平滑失真。通過分析發現，傳統單獨處理兩種時基誤差存在明顯缺陷：一是兩種抖動誤差理論上無法嚴格區分，人為硬性劃分具有較大主觀性；二是采樣不同方法單獨處理會引入額外的偏差。

為統一處理時基失真和時基抖動誤差，對多通道間同步測量信號進行了理論分析和大量實驗驗證，發現將時基失真和時基抖動統一處理是合理且可行的。……