CN108900192A - 短波发射机用数字鉴相方法及鉴相器 - Google Patents

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梁富林
张华�
龙平
殷英
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    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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Abstract

本发明公开了一种短波发射机用数字鉴相方法及鉴相器，采集末级放大器的输入信号、输出信号；获取输入信号的基带I/Q信号、获取输出信号的基带I/Q信号；对输入信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输入信号的幅度和相位；采用坐标旋转数字计算方法对输出信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输出信号的幅度和相位；计算输入信号的相位与输出信号的相位的差值，即为末级放大器的鉴相值。鉴相器包括采样模块、变频模块、幅相分离模块、计算模块。本发明采用数字直接采样的方式，相位测量范围达到了0~360度，可以达到很高的分辨率。采用本发明的幅相分离的处理后，发射机可以带音周调谐，缩短了发射机准备播出的时间。

Description

短波发射机用数字鉴相方法及鉴相器
技术领域
本发明涉及发射机领域，尤其涉及一种短波发射机用数字鉴相方法及鉴相器。
背景技术
大功率短波发射机是短波广播核心设备，频率覆盖范围为3.2MHz至26.1MHz。大功率短波发射机的频率覆盖范围多达几个倍频层，发射功率又比较大，因此对调谐匹配系统提出了很高的要求。如果采用短波自动调谐系统，则需要对高末级功放输出级的鉴相进行精确测量。相关技术的广播发射机所采用的鉴相器主要：一种是模拟鉴相器，另一种为分立元件搭的数字鉴相器，但两种鉴相器都存在相位鉴定范围不足、鉴定精度不够、发射机在有音周播出时鉴相不准确的问题。
大功率短波发射机高末级放大器，是采用将高末四极电子管的输入信号与输出信号进行鉴相，由于大功率短波发射机是采用脉冲阶梯调制和脉冲宽度调制的发射机，属于阳极板压的高电平调制，在有音周输出时，高末四极管的输入与输出信号是不一样的，传统的鉴相器就无法应用，所以鉴相器只能对大功率短波发射机未加音周的信号在半功率进行调谐，不能实现在大功率短波发射机进行带音周调谐。
发明内容
本发明的目的是设计一种短波发射机用数字鉴相方法及鉴相器。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种短波发射机用数字鉴相方法，包括：
采用数字直接采用的方式数字采集末级放大器的输入信号、输出信号；
对输入信号、输出信号进行数字下变频，获取输入信号的基带I/Q信号、获取输出信号的基带I/Q信号；
采用坐标旋转数字计算方法对输入信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输入信号的幅度和相位；
采用坐标旋转数字计算方法对输出信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输出信号的幅度和相位；
计算输入信号的相位与输出信号的相位的差值，即为末级放大器的鉴相值。
一种短波发射机用数字鉴相器，包括：
采样模块，用于采用数字直接采用的方式数字采集末级放大器的输入信号、输出信号；
变频模块，用于对输入信号、输出信号进行数字下变频；
幅相分离模块，用于分别对输入信号、输出信号的基带I/Q信号进行幅相分离；
计算模块，用于计算输入信号的相位与输出信号的相位的差值。
作为本发明一种优选，所述采样模块包括双路模数转换器。
作为本发明的另一种优选，所述幅相分离模块内置坐标旋转数字计算算法。
本发明的有益效果包括：
1、采用数字直接采样的方式进行数字采集，实现了真正意义上的数字鉴相，相位测量范围达到了0~360度，分辨取决于采样精度和处理位数，可以达到很高的分辨率。
2、采用本发明的幅相分离的处理后，在大功率短波发射机进行音周播出时，依然能准确鉴相，扩展了鉴相器的使用范围，发射机可以带音周调谐，缩短了发射机准备播出的时间。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明的短波发射机用数字鉴相方法的流程图；
图2为本发明的短波发射机用数字鉴相器结构框图；
图3为本发明的短波发射机用数字鉴相器中双路模数转换器电路图采用示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
为了保证末级放大器能以最大效率和性能工作，其末极电子管输出应当匹配，在阴地的情况下，这时其输入信号与输出信号相位上应当相差180度。
图1是根据一示例性实施例示出的一种短波发射机用数字鉴相方法的流程图，如图1所示，包括：
采用数字直接采用的方式数字采集末级放大器的输入信号、输出信号。输入信号与输出信号双路采样，采样精确模拟要求在12位以上。由于短波发射机的频率范围为3.2 MHz~26.1MHz，采样时钟应为80 MHz以上。
根据发射机的播出频率对输入信号、输出信号进行数字下变频，获取输入信号的基带I/Q信号、获取输出信号的基带I/Q信号，数字下变频计算时，采用统一数字本振信号。
采用坐标旋转数字计算方法对输入信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输入信号的幅度和相位；采用坐标旋转数字计算方法对输出信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输出信号的幅度和相位；
计算输入信号的相位与输出信号的相位的差值，即为末级放大器的鉴相值。
取样采用数字直接采样的方式进行数字采集，实现了真正意义上的数字鉴相，相位测量范围达到了0~360度，分辨取决于采样精度和处理位数，可以达到很高的分辨率。采用本发明的幅相分离的处理后，鉴相器可以在大功率短波发射机进行音周播出时，依然能准确鉴相，扩展了鉴相器的使用范围，发射机可以带音周调谐，缩短了发射机准备播出的时间。
图2是根据一示例性实施例示出的一种短波发射机用数字鉴相器结构框图。参照图2，包括：
采样模块1，用于分别采集末级放大器5的输入信号、输出信号；
变频模块2，用于对输入信号、输出信号进行数字下变频；
幅相分离模块3，用于分别对输入信号、输出信号的基带I/Q信号进行幅相分离；所述幅相分离模块内置坐标旋转数字计算算法，利用该算法完成幅相分离。
计算模块4，用于计算输入信号的相位与输出信号的相位的差值。
所述采样模块1包括双路模数转换器11。双路模数转换器11与末端放大器5连接如图3所示。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种短波发射机用数字鉴相方法，其特征在于，包括：
采用数字直接采用的方式数字采集末级放大器的输入信号、输出信号；
对输入信号、输出信号进行数字下变频，获取输入信号的基带I/Q信号、获取输出信号的基带I/Q信号；
采用坐标旋转数字计算方法对输入信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输入信号的幅度和相位；
采用坐标旋转数字计算方法对输出信号的基带I/Q信号进行幅相分离，得到输出信号的幅度和相位；
计算输入信号的相位与输出信号的相位的差值，即为末级放大器的鉴相值。
2.一种短波发射机用数字鉴相器，其特征在于，包括：
采样模块，用于分别采集末级放大器的输入信号、输出信号；
变频模块，用于对输入信号、输出信号进行数字下变频；
幅相分离模块，用于分别对输入信号、输出信号的基带I/Q信号进行幅相分离；
计算模块，用于计算输入信号的相位与输出信号的相位的差值。
3.根据权利要求2所述的短波发射机用数字鉴相器，其特征在于，所述采样模块包括双路模数转换器。
4.根据权利要求2所述的短波发射机用数字鉴相器，其特征在于，所述幅相分离模块内置坐标旋转数字计算算法。
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