基于并行流水线FFT的实时频率测量方法，用于时延拉伸采集系统
摘要：实时频率测量对于非重复和统计罕见的信号是电子测量领域的难题，在测量系统的带宽、采样率、数据处理和传输能力方面提出了高要求。时间拉伸采样系统克服了电子数字化仪的带宽限制和采样率限制，允许以每秒数十亿帧的刷新速率进行连续超高速采集。然而，处理数百GHz的高采样率信号是一项极具挑战性的任务，成为非稳态信号实时分析的瓶颈。本文基于并行流水线FFT结构设计了一个实时频率测量系统。数十个FFT通道被流水线化，按顺序处理输入的高采样率信号，并在FFT通道中实现了简化的抛物线拟合算法以提高频率精度。这些FFT通道的频率结果被重新组织并最终上传到工业个人计算机进行可视化和离线数据挖掘。设计了实时传输数据通道，以提供高吞吐率的传输，确保频率结果在没有中断的情况下上传。进行了多个实验来评估设计的实时频率测量系统，输入信号的带宽为4 GHz，帧的重复率为22 MHz。实验结果表明，信号的频率可以以20 GSPS的高采样率进行测量，频率精度优于1 MHz。
作者：Ruiyuan Ming, Peng Ye, Kuojun Yang, Zhixiang Pan, ChenYang Li, Chuang Huang
论文ID：2308.09323
分类：Signal Processing
分类简称：eess.SP
提交时间：2023-08-21