CN113916267A - 正余弦信号处理方法、装置、系统和正余弦编码器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种正余弦信号处理方法、装置、系统和正余弦编码器，其中，该正余弦信号处理方法，获取正余弦模拟信号，对正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；对正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；对正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。其实现了在不增加硬件成本的情况下实现了对正余弦模拟信号的倍频处理，进而能够将正余弦编码器输出的正余弦信号处理为满足电梯工况要求的正余弦倍频信号，从而提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。

Description

正余弦信号处理方法、装置、系统和正余弦编码器

技术领域

本申请涉及信号处理领域，特别是涉及正余弦信号处理方法、装置、系统和正余弦编码器。

背景技术

目前，电梯行业主要采用正余弦编码器作为位置检测装置。正余弦编码器的分辨率对电梯运行的安全性有着重要影响。对无称重传感器的电梯而言，低分辨率的正余弦编码器，例如256线和512线的正余弦编码器，会导致电梯启动舒适感不良和电机角度检测误差较大等问题。因此，低分辨率正余弦编码器输出的正余弦信号不能满足电梯的工况要求。另外，由于正余弦编码器所能使用的曳引机空间有限，为正余弦编码器本身进行硬件改造，以提高正余弦编码器的分辨率将增加正余弦编码器的体积的方式，不仅占用电梯曳引机的空间，而且增加了产品制造成本。

针对相关技术中存在的低分辨率正余弦编码器输出信号不能满足电梯工况要求的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

在本实施例中提供了一种正余弦信号处理方法、装置、系统和正余弦编码器，以解决相关技术中存在的低分辨率正余弦编码器输出信号不能满足电梯工况要求的问题。

第一个方面，在本实施例中提供了一种正余弦信号处理方法，包括以下步骤：

获取采样得到的正余弦模拟信号，对所述正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；

对所述待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；

根据预设的倍频算法，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；

对所述正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；

对所述正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。

在其中的一些实施例中，所述正余弦数字信号包括正弦数字信号和余弦数字信号，所述正余弦滤波信号包括正弦滤波信号和余弦滤波信号，对所述待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号，包括：

根据预设的滤波系数，对所述正弦数字信号进行低通滤波，得到所述正弦滤波信号；

根据预设的滤波系数，对所述余弦数字信号进行低通滤波，得到所述余弦滤波信号。

在其中的一些实施例中，所述根据预设的倍频算法，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号，包括：

基于预设的正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号。

在其中的一些实施例中，所述正余弦倍频信号包括正弦倍频信号和余弦倍频信号，基于预设的正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号，包括：

基于预设的正余弦滤波信号与正弦倍频信号的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正弦倍频信号；

基于预设的正余弦滤波信号与余弦倍频信号的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到余弦倍频信号。

在其中的一些实施例中，所述正余弦整定倍频信号包括正弦整定倍频信号和余弦整定倍频信号，所述对所述正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号，包括：

对所述正弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到正弦整定倍频信号；

对所述余弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到余弦整定倍频信号。

第二个方面，在本实施例中提供了一种正余弦信号处理装置，包括：A/D转换模块、低通滤波模块、倍频计算模块、PLL锁相模块以及D/A转换模块，其中：

所述A/D转换模块，用于获取采样得到的正余弦模拟信号，对所述正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；

所述低通滤波模块，用于对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；

所述倍频计算模块，用于根据预设的倍频算法，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；

所述PLL锁相模块，用于对所述正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；

所述D/A转换模块，用于对所述正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。

在其中的一些实施例中，所述倍频计算模块包括运算单元，所述运算单元用于对所述正余弦滤波信号进行运算处理，以得到正余弦倍频信号；其中，所述运算单元的类别、数量以及组合方式根据所述预设的倍频算法确定。

在其中的一些实施例中，所述运算单元为乘法单元、加法单元或增益单元。

第三个方面，在本实施例中提供了一种正余弦信号处理系统，包括：输入电路、输出电路、以及上述第二个方面的正余弦信号处理装置，其中：

所述输入电路，用于将输入的正余弦差分模拟信号转换成单端的正余弦模拟信号，并对所述单端的正余弦模拟信号进行电压转换和滤波，输出目标正余弦模拟信号；

所述正余弦信号处理装置，用于按照第一个方面的正余弦信号处理方法，对所述输入电路输出的目标正余弦模拟信号进行处理，得到正余弦倍频模拟信号；

所述输出电路，用于将所述正余弦信号处理装置得到的正余弦倍频模拟信号进行滤波、电压转换以及差分处理，得到正余弦差分倍频模拟信号。

第四个方面，在本实施例中提供了一种正余弦编码器，包括编码器和第三个方面的正余弦信号处理系统，其中：

所述编码器用于产生正余弦差分模拟信号；

所述正余弦信号处理系统用于对所述正余弦差分模拟信号进行处理，得到正余弦差分倍频模拟信号。

与相关技术相比，在本实施例中提供的正余弦信号处理方法、装置、系统和正余弦编码器，获取正余弦模拟信号，对正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；对正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；对正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。其实现了在不增加硬件成本的情况下实现了对正余弦模拟信号的倍频处理，进而能够将正余弦编码器输出的正余弦信号处理为满足电梯工况要求的正余弦倍频信号，从而提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实施例的正余弦信号处理方法的应用场景图；

图2是本实施例的正余弦信号处理方法的流程图；

图3是本实施例的一种处理芯片的正余弦信号处理的控制框图；

图4是本实施例的低通滤波器的结构框图；

图5是本实施例的正弦倍频计算模型的结构框图；

图6是本实施例的余弦倍频计算模型的结构框图；

图7是本实施例的PLL锁相模型的结构框图；

图8是本实施例的正余弦信号处理模型的整体结构框图；

图9是本实施例的信号倍频处理的波形对比图；

图10是本实施例的正余弦信号处理装置的结构框图；

图11是本实施例的正余弦信号处理系统的结构框图；

图12是本实施例的正余弦编码器的结构框图。

具体实施方式

为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。

除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。

图1为正余弦信号处理方法的应用场景图。如图1所示，包括第一外围电路11、处理芯片12、以及第二外围电路13，其中：第一外围电路11连接正余弦编码器，比如光电正余弦编码器、磁性正余弦编码器、电感式正余弦编码器、电容式正余弦编码器中的任意一种。该正余弦编码器可以产生正余弦模拟信号，并将正余弦模拟信号经第一外围电路11输入处理芯片12。第一外围电路11由差分电路模块、电压转换模块以及LC滤波电路模块组成，第一外围电路11用于对输入的正余弦模拟信号进行处理，得到适配处理芯片12的正余弦模拟信号，并将处理后的正余弦模拟信号输入处理芯片12。该处理芯片12具体可以为DSP或MCU芯片，用于获取采样得到的正余弦模拟信号，对正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号，对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号，根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号，对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号，对正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。第二外围电路13包括LC滤波电路模块、电压转换模块以及差分电路模块，用于对处理芯片12输出的正余弦倍频模拟信号进行处理，输出与其他硬件端口适配的正余弦倍频模拟信号。

在本实施例中提供了一种正余弦信号处理方法，图2是本实施例的正余弦信号处理方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S210，获取采样得到的正余弦模拟信号，对正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号。

其中，该正余弦信号处理方法可以运行于处理芯片中，该处理芯片可以为DSP芯片或者MCU芯片。该正余弦模拟信号可以由正余弦编码器产生，并经由差分电路、电压转换模块以及LC滤波电路的处理后，输入处理芯片。正余弦模拟信号包括正弦模拟信号和余弦模拟信号。可以将正余弦编码器产生的正余弦差分模拟信号通过差分电路转换成单端的正余弦模拟信号，并通过电压转换和滤波后得到与处理芯片电压兼容的干扰较少的正余弦模拟信号，输入该处理芯片的模数转换A/D(analog signals/digital signals，模拟信号/数字信号)模块，从而得到正余弦数字信号。

步骤S220，对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号。

可以在处理芯片的内部搭建算法模块，并通过数据仿真及代码运行，实现对输入的正余弦数字信号的处理。其中，处理芯片内部的低通滤波、倍频计算以及PLL锁相均可以由搭建的模型实现。图3是本实施例的一种处理芯片的正余弦信号处理的控制框图。如图3所示，该处理芯片在获取到由正弦信号源和余弦信号源输入的正弦数字信号和余弦数字信号后，通过第一低通滤波器对正弦数字信号进行低通滤波得到正弦滤波信号，通过第二低通滤波器对余弦数字信号进行低通滤波得到余弦滤波信号。对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波处理，能够过滤该正余弦数字信号中的高频干扰，从而提高待处理信号的稳定度。图4为一种低通滤波器的结构框图，具体可以基于如图4所示的低通滤波器的模型，该模型包括滤波系数1、滤波系数2以及延迟惯性环节对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到由软件输出的正余弦滤波信号。进一步地，该模型基于下式对正余弦数字信号进行低通滤波。

y_n＝k*x_n+(1-k)y_n-1 (1)

其中，y_n为滤波输出信号，该滤波输出信号即正余弦滤波信号。x_n为输入信号，该输入信号即该待处理的正余弦数字信号。k为滤波系数，其中，图4所示的模型中的滤波系数1即为k，滤波系数2即为1-k。y_n-1为该待处理的正余弦数字信号在上一周期进行低通滤波后的输出信号。可以理解，也可以根据实际应用场景，预先设置其他的低通滤波器的算法模型，在此不做具体限定。此外，正余弦数字信号包括正弦数字信号和余弦数字信号，正余弦滤波信号可以包括正弦滤波信号和余弦滤波信号。通过对正弦数字信号进行低通滤波，得到正弦滤波信号，对余弦数字信号进行低通滤波，得到余弦滤波信号。

步骤S230，根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号。

其中，该倍频算法具体可以为根据实际工况对正余弦信号的分辨率的需求，所对应设置的倍频计算模型。具体地，该倍频算法可以为正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系。可以分别根据实际工况，对正弦倍频信号和余弦倍频信号预设相应的倍频算法。进一步地，可以基于预设的正余弦滤波信号与正弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行处理，得到正弦倍频信号；基于预设的正余弦滤波信号与余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行处理，得到余弦倍频信号。例如，可以根据正余弦滤波信号中，正弦滤波信号sinθ、余弦滤波信号cosθ与正弦倍频信号sin2θ之间，如下式所示的三角函数换算关系，对正余弦信号进行处理，得到2倍频的正弦信号，即sin2θ。

sin2θ＝2*sinθ*cosθ (2)

图5为一种正弦倍频计算模型的结构框图，其中，图5中的乘法模块、乘法模块1、乘法模块2、乘法模块3、以及信号增益模块、信号增益1模块均为运算单元，用于对输入的sin信号、cos信号以及cos倍频信号进行运算处理，输出sin倍频信号以及sin倍频信号的平方。图5中的cos信号倍频指的是cos二倍频信号，sin信号倍频输出指的是sin四倍频信号，sin信号倍频的平方输出指的是sin二倍频信号的平方。另外，若实际应用场景需要输出更高倍频的信号，可以基于对应的三角函数换算关系对图5中的结构进行调整。

再例如，可以根据正弦滤波信号sinθ、余弦滤波信号cosθ与余弦倍频信号cos2θ之间，如下式所示的三角函数换算关系，对正余弦信号进行处理，得到2倍频的余弦信号，即cos2θ。

cos2θ＝cos²θ-sin²θ (3)

图6为一种余弦倍频计算模型的结构框图，其中，图6中的乘法模块、乘法模块1、加法模块、以及加法模块1均为运算单元，用于对输入的cos信号、sin信号的平方、以及sin倍频信号的平方进行运算处理，输出cos倍频信号。图6中的cos信号倍频指的是cos二倍频信号，cos信号倍频输出指的是cos四倍频信号，sin信号倍频的平方指的是sin二倍频信号的平方。若实际应用场景需要输出更高倍频的信号，可以基于对应的三角函数换算关系对图6中的结构进行相应调整。

如图3所示，可以将由第一低通滤波器输出的正弦滤波信号、由第二低通滤波器输出的余弦滤波信号输入正弦倍频计算模块，输出正弦倍频信号；将由第一低通滤波器输出的正弦滤波信号、由第二低通滤波器输出的余弦滤波信号输入余弦倍频计算模块，输出余弦倍频信号。通过根据预设的倍频算法，对输入的正余弦滤波信号进行倍频处理，得到正余弦倍频信号，能够为后续的硬件电路提供对应的符合实际工况的分辨率的模拟信号，从而通过软件算法实现了对正余弦编码器所产生的正余弦模拟信号的分辨率的提高，实现了在不增加正余弦编码器体积及成本条件下的分辨率的提高。

步骤S240，对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号。

具体地，可以利用PLL(PhaseLockedLoop，锁相回路)分别对正余弦倍频信号进行处理，得到正余弦整定倍频信号。图7是一种PLL锁相模型的结构框图。如图7所示，PLL锁相模型包括PI(proportional integral，比例调节)控制器和积分函数模块。其中的PI控制器用于对正余弦倍频信号的角速度进行调节，积分函数模块用于对由PI控制器调节后得到的角速度进行处理，输出正余弦倍频信号的角度。如图3所示，可以利用第一PLL锁相环对正弦倍频信号进行处理，得到正弦整定倍频信号，利用第二PLL锁相环对余弦倍频信号进行处理，得到余弦整定倍频信号。该PLL锁相环能够针对正余弦倍频信号中存在的角度差和信号跳变情况，实现对正余弦倍频信号的跟踪和锁定，从而消除干扰对信号造成的误差，得到正余弦整定倍频信号。

步骤S250，对正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。

通过对正余弦整定倍频信号进行数模转换D/A(digital signals/analogsignals，数字信号/模拟信号)转换，能够得到正余弦倍频模拟信号，从而为后续的硬件端口输出实际的物理信号。

具体地，图8是本实施例的正余弦信号处理模型的整体结构框图。如图8所示，正弦数字信号输入一阶低通滤波器得到正弦滤波信号，余弦数字信号输入一阶低通滤波_1器得到余弦滤波信号。将正弦滤波信号、余弦滤波信号、以及利用cos信号三角函数倍频处理模块对余弦滤波信号进行倍频处理后的余弦倍频信号输入sin信号三角函数倍频处理模块，输出正弦倍频信号。同样地，将余弦滤波信号、正弦滤波信号的平方、正弦倍频信号的平方输入cos信号三角函数倍频处理模块，输出余弦倍频信号。最后利用PLL软件锁相环算法对正弦倍频信号进行处理，输出正弦整定倍频信号；利用PLL软件锁相环算法_1对余弦倍频信号进行处理，输出余弦整定倍频信号。

在一个实施例中，利用上述步骤S210至步骤S250，对输入的正弦数字信号进行了8倍频处理，输入信号的频率为1Hz，输出信号的频率为8Hz。图9为该信号经过上述正余弦信号处理方法处理后的波形对比图，其中输入的正弦信号为正弦模拟信号，输入的余弦信号为余弦模拟信号，输出的正弦8倍频信号为正弦8倍频模拟信号，输出的余弦8倍频信号为余弦8倍频模拟信号。

上述步骤S210至步骤S250，通过获取采样得到的正余弦模拟信号，对正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；对正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。利用软件对数字信号进行倍频处理，从而在不增加硬件成本的情况下实现了对正余弦模拟信号的倍频处理，进而能够将正余弦编码器输出的正余弦信号处理为满足电梯工况要求的正余弦倍频信号，从而提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。

在其中的一些实施例中，正余弦数字信号包括正弦数字信号和余弦数字信号，正余弦滤波信号包括正弦滤波信号和余弦滤波信号，基于上述步骤S220，对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号，具体包括以下步骤：

步骤S221，根据预设的滤波系数，对正弦数字信号进行低通滤波，得到正弦滤波信号。

步骤S222，根据预设的滤波系数，对余弦数字信号进行低通滤波，得到余弦滤波信号。

上述步骤S221至步骤S222，通过对正余弦数字信号进行低通滤波，能够滤除正余弦数字信号中的高频干扰，从而得到较稳定的正余弦滤波信号。

另外地，在一个实施例中，基于上述步骤S230，根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号，具体包括以下步骤：

步骤S231，基于预设的正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号。

进一步地，在一个实施例中，正余弦倍频信号包括正弦倍频信号和余弦倍频信号，基于上述步骤S231，基于预设的正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号，具体包括以下步骤：

步骤S2311，基于预设的正余弦滤波信号与正弦倍频信号的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正弦倍频信号；

步骤S2312，基于预设的正余弦滤波信号与余弦倍频信号的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到余弦倍频信号。

上述步骤，通过根据预设的正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行倍频计算，能够实现对正余弦滤波信号的倍频处理，进而得到符合实际工况的倍频信号。

另外地，在一个实施例中，正余弦整定倍频信号包括正弦整定倍频信号和余弦整定倍频信号，基于上述步骤S240，对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号，具体包括以下步骤：

步骤S241,对正弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到正弦整定倍频信号。

步骤S242，对余弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到余弦整定倍频信号。

上述步骤，根据预设的滤波系数，对正弦数字信号进行低通滤波，得到正弦滤波信号，根据预设的滤波系数，对余弦数字信号进行低通滤波，得到余弦滤波信号，从而滤除了正余弦数字信号中的高频干扰，提高了正余弦滤波信号的稳定性；基于预设的正余弦滤波信号与正弦倍频信号的三角函数换算关系，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正弦倍频信号，基于预设的正余弦滤波信号与余弦倍频信号的三角函数换算关系和预设的倍频需求，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到余弦倍频信号，从而能够实现对正余弦滤波信号的倍频处理，进而得到符合实际工况的倍频信号；对正弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到正弦整定倍频信号，对余弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到余弦整定倍频信号，从而实现对正余弦倍频信号的跟踪和锁定，消除干扰对信号造成的误差；其实现了对正余弦模拟信号的倍频处理，进而能够将正余弦编码器输出的正余弦信号处理为满足电梯工况要求的正余弦倍频信号，从而提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。

在本实施例中还提供了一种正余弦信号处理装置100，图10是本实施例的正余弦信号处理装置的结构框图，如图10所示，该正余弦信号处理装置100包括：A/D转换模块101、低通滤波模块102、倍频计算模块103、PLL锁相模块104以及D/A转换模块105，其中：

A/D转换模块101，用于获取采样得到的正余弦模拟信号，对正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；

低通滤波模块102，用于对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；

倍频计算模块103，用于根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；

PLL锁相模块104，用于对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；

D/A转换模块105，用于对正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。

上述正余弦信号处理装置100，通过获取采样得到的正余弦模拟信号，对正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；对待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；根据预设的倍频算法，对正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；对正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；对正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。利用软件对数字信号进行倍频处理，从而在不增加硬件成本的情况下实现了对正余弦模拟信号的倍频处理，进而能够将正余弦编码器输出的正余弦信号处理为满足电梯工况要求的正余弦倍频信号，从而提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。

在一个实施例中，上述倍频计算模块103还包括运算单元，运算单元用于对正余弦滤波信号进行运算处理，以得到正余弦倍频信号；其中，运算单元的类别、数量以及组合方式根据预设的倍频算法确定。

进一步地，在一个实施例中，运算单元为乘法单元、加法单元或增益单元。

需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

在本实施例中提供了一种正余弦信号处理系统110，图11是本实施例的正余弦信号处理系统的结构框图，包括：输入电路111、输出电路112、以及任一实施例的正余弦信号处理装置100，其中：

输入电路111，用于将输入的正余弦差分模拟信号转换成单端的正余弦模拟信号，并对单端的正余弦模拟信号进行电压转换和滤波，输出目标正余弦模拟信号；

正余弦信号处理装置100，用于按照上述任一实施例的正余弦信号处理方法，对输入电路111输出的目标正余弦模拟信号进行处理，得到正余弦倍频模拟信号；

输出电路112，用于将正余弦信号处理装置100得到的正余弦倍频模拟信号进行滤波、电压转换以及差分处理，得到正余弦差分倍频模拟信号。

其中，输入电路111可以包括差分电路模块1111、电压转换模块1112、以及LC滤波电路模块1113，通过对输入的正余弦差分模拟信号的处理，能够得到与正余弦信号处理装置100适配的正余弦模拟信号，以便于实现对正余弦模拟信号的倍频处理。输出电路112与输入电路111的结构对应设置，分别包括LC滤波电路模块1121、电压转换模块1122、以及差分电路模块1123，从而将正余弦信号处理装置100输出的正余弦倍频模拟信号处理为与后续硬件端口适配的物理电信号。

上述正余弦信号处理系统110，利用软件对数字信号进行倍频处理，从而在不增加硬件成本的情况下实现了对正余弦模拟信号的倍频处理，进而能够将正余弦编码器输出的正余弦信号处理为满足电梯工况要求的正余弦倍频信号，从而提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。

在本实施例中，提供了一种正余弦编码器120，图12是本实施例的正余弦编码器的结构框图。如图12所示，包括编码器122和上述的正余弦信号处理系统110，其中：

编码器122用于产生正余弦差分模拟信号；

正余弦信号处理系统110用于对正余弦差分模拟信号进行处理，得到正余弦差分倍频模拟信号。

上述正余弦编码器120，利用编码器122产生正余弦差分模拟信号，利用正余弦信号处理系统110对该正余弦差分模拟信号进行处理，得到正余弦差分倍频模拟信号。其利用软件对数字信号进行倍频处理，从而在不增加硬件成本的情况下实现了对正余弦模拟信号的倍频处理，进而能够将正余弦编码器输出的正余弦信号处理为满足电梯工况要求的正余弦倍频信号，从而提高了正余弦编码器输出信号的分辨率。

应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。

显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。

“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种正余弦信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取采样得到的正余弦模拟信号，对所述正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；

对所述待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；

根据预设的倍频算法，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；

对所述正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；

对所述正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。

2.根据权利要求1所述的正余弦信号处理方法，其特征在于，所述正余弦数字信号包括正弦数字信号和余弦数字信号，所述正余弦滤波信号包括正弦滤波信号和余弦滤波信号，对所述待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号，包括：

根据预设的滤波系数，对所述正弦数字信号进行低通滤波，得到所述正弦滤波信号；

根据预设的滤波系数，对所述余弦数字信号进行低通滤波，得到所述余弦滤波信号。

3.根据权利要求1所述的正余弦信号处理方法，其特征在于，所述根据预设的倍频算法，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号，包括：

基于预设的正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号。

4.根据权利要求3所述的正余弦信号处理方法，其特征在于，所述正余弦倍频信号包括正弦倍频信号和余弦倍频信号，基于预设的正余弦滤波信号与正余弦倍频信号之间的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号，包括：

基于预设的正余弦滤波信号与正弦倍频信号的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正弦倍频信号；

基于预设的正余弦滤波信号与余弦倍频信号的三角函数换算关系，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到余弦倍频信号。

5.根据权利要求4所述的正余弦信号处理方法，其特征在于，所述正余弦整定倍频信号包括正弦整定倍频信号和余弦整定倍频信号，所述对所述正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号，包括：

对所述正弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到正弦整定倍频信号；

对所述余弦倍频信号进行PI调节和积分处理，得到余弦整定倍频信号。

6.一种正余弦信号处理装置，其特征在于，包括：A/D转换模块、低通滤波模块、倍频计算模块、PLL锁相模块以及D/A转换模块，其中：

所述A/D转换模块，用于获取采样得到的正余弦模拟信号，对所述正余弦模拟信号进行A/D转换，得到待处理的正余弦数字信号；

所述低通滤波模块，用于对所述待处理的正余弦数字信号进行低通滤波，得到正余弦滤波信号；

所述倍频计算模块，用于根据预设的倍频算法，对所述正余弦滤波信号进行倍频计算，得到正余弦倍频信号；

所述PLL锁相模块，用于对所述正余弦倍频信号进行跟踪和锁定，得到正余弦整定倍频信号；

所述D/A转换模块，用于对所述正余弦整定倍频信号进行D/A转换，得到正余弦倍频模拟信号。

7.根据权利要求6所述的正余弦信号处理装置，其特征在于，所述倍频计算模块包括运算单元，所述运算单元用于对所述正余弦滤波信号进行运算处理，以得到正余弦倍频信号；其中，所述运算单元的类别、数量以及组合方式根据所述预设的倍频算法确定。

8.根据权利要求7所述的正余弦信号处理装置，其特征在于，所述运算单元为乘法单元、加法单元或增益单元。

9.一种正余弦信号处理系统，其特征在于，包括：输入电路、输出电路、以及权利要求6至8中任一项所述的正余弦信号处理装置，其中：

所述输入电路，用于将输入的正余弦差分模拟信号转换成单端的正余弦模拟信号，并对所述单端的正余弦模拟信号进行电压转换和滤波，输出目标正余弦模拟信号；

所述正余弦信号处理装置，用于按照权利要求1至5中任一项所述的正余弦信号处理方法，对所述输入电路输出的目标正余弦模拟信号进行处理，得到正余弦倍频模拟信号；

所述输出电路，用于将所述正余弦信号处理装置得到的正余弦倍频模拟信号进行滤波、电压转换以及差分处理，得到正余弦差分倍频模拟信号。

10.一种正余弦编码器，其特征在于，包括编码器和权利要求9所述的正余弦信号处理系统，其中：

所述编码器用于产生正余弦差分模拟信号；

所述正余弦信号处理系统用于对所述正余弦差分模拟信号进行处理，得到正余弦差分倍频模拟信号。

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