CN118018012A - 一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统 - Google Patents
一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118018012A CN118018012A CN202410423953.2A CN202410423953A CN118018012A CN 118018012 A CN118018012 A CN 118018012A CN 202410423953 A CN202410423953 A CN 202410423953A CN 118018012 A CN118018012 A CN 118018012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystal oscillator
- oscillator signal
- frequency
- element position
- extreme
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 357
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 64
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 52
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
本申请涉及频率合成技术领域，提出了一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统，包括：获取晶振信号向量；根据晶振信号向量获取晶振信号多周期衰减权重；根据晶振信号多周期衰减权重获取晶振局部估计频率；根据晶振信号向量获取晶振预测相位，根据晶振预测相位及晶振局部估计频率获取局部晶振信号可信度；根据局部晶振信号可信度获取晶振信号频率稳定度；根据晶振信号频率稳定度获取滤波算子长度；利用均值滤波算法基于滤波算子长度获取整形后晶振信号；利用整形后晶振信号获取频率合成输出结果。本申请通过改进滤波算子长度，提高了双频率合成器输出信号质量。
Description
技术领域
本申请涉及频率合成技术领域，具体涉及一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统。
背景技术
双频率合成器是一种能够同时产生两个不同频率信号的电子设备，输入信号通常是单一的参考频率信号，进一步将输入信号生成两个不同的输出频率，通过锁相环技术输出与输入信号的频率呈现指定关系的输出信号。这种合成器在无线通信、雷达、导航等领域能够完成对信号频率的精确控制，是一种重要的通信电子设备。
双频率合成器在进行频率合成时，对输入信号的要求较高，输入信号是由晶体震荡电路产生的，晶振信号噪音越小，合成器能够生成质量更好的两个控制频率，进而获得更好的输出信号。传统算法多采用固定窗口长度均值滤波手段对信号进行处理，没有考虑到晶振信号具体位置的噪声影响程度，可能会造成有用信号部分过度滤波而噪声部分仍有残留，导致双频率合成器的输出信号质量较低。
发明内容
本申请提供一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统，以解决双频率合成器输出信号质量较低的问题，所采用的技术方案具体如下：
第一方面，本申请一个实施例提供了一种用于双频率合成器的频率合成方法，该方法包括以下步骤：
对晶振输入信号进行采样得到晶振信号，利用晶振信号构建晶振信号向量；
根据晶振信号向量获取每类极值点内每个极值点的所处时刻及晶振信号强度；根据每类极值点内两个极值点的所处时刻及晶振信号强度获取每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重；根据每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重获取晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率；
根据晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度；根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度；
利用晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的滤波算子长度；利用均值滤波算法基于所述滤波算子长度得到频率合成输出信号。
优选的，所述根据晶振信号向量获取每类极值点内每个极值点的所处时刻及晶振信号强度的方法为：
将晶振信号向量内晶振信号强度值作为极值点检测算法的输入，利用极值点检测算法得到晶振极值点的时刻，所述极值点包括两类极值点，分别为极大值点和极小值点；
采用统计的方式得到每类极值点内每个极值点的所处时刻及晶振信号强度。
优选的，所述根据每类极值点内两个极值点的所处时刻及晶振信号强度获取每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重的方法为：
式中，是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的强度距离因子，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的周期重复可能性权重，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重，/>、/>分别是第b类极值点内第k个、第m个晶振极值点处的晶振信号强度，/>为误差参数，/>是第b类极值点内第/>个与第m个极值点之间的强度距离因子，/>为极小值函数，K是预设极值点数量。
优选的，所述根据每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重获取晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率的方法为：
式中，是第b类极值点内第m个极值点处的晶振局部估计频率，K是预设极值点数量，/>、/>分别是第b类极值点内第m个、第k个极值点所处的时刻，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点的晶振信号多周期衰减权重；
将晶振信号向量内所有极值点的晶振局部估计频率和所有相邻极值点之间的晶振信号采样点数量作为均值插值算法的输入，利用均值插值算法进行缺失值补全得到晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率。
优选的，所述根据晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度的方法为：
利用MATLAB软件对晶振信号向量内的元素变化进行绘制得到晶振信号变化曲线；
对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，计算元素位置的预设局部区间大小内的曲线下面积，将所述曲线下面积与所述预设局部区间大小之比与的乘积作为元素位置的晶振信号幅度估计值；
根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号幅度估计值获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振预测相位；
计算所述晶振预测相位的反正弦映射结果，计算所述反正弦映射结果、元素位置的晶振局部估计频率以及之积的正弦映射结果，将所述正弦映射结果与晶振信号幅度估计值之积和元素位置上晶振信号强度值之差的绝对值作为元素位置的局部晶振信号可信度。
优选的，所述根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号幅度估计值获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振预测相位的方法为：
式中，是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振预测相位，/>、/>分别是极小值函数、极大值函数，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振信号强度值，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振信号幅度估计值。
优选的，所述根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度的方法为：
对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，将元素位置的晶振局部估计频率与预设固定频率之差的绝对值作为第一绝对值；计算元素位置的晶振局部估计频率的倒数，计算距离元素位置最近的极大值点与极小值点的所处时刻之差的绝对值，将所述倒数与所述所处时刻之差的绝对值之间差值的绝对值作为第二绝对值；
将元素位置的局部晶振信号可信度、第一绝对值以及第二绝对值的乘积作为元素位置的晶振信号频率稳定度。
优选的，所述利用晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的滤波算子长度的方法为：
对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，将距离最近的预设参数个元素位置的晶振信号频率稳定度组成的集合作为每个元素位置的度量集合，将每个元素位置的晶振信号频率稳定度作为度量阈值，统计度量集合内小于度量阈值的元素数目，将所述元素数目与度量集合内元素总数量的比值作为晶振信号变化曲线上每个元素位置的百分比位次；
计算元素位置的百分比位次与预设调整区间长度之积的向下取整结果，将所述向下取整结果与预设基准长度的和作为元素位置的滤波算子长度。
优选的，所述利用均值滤波算法基于所述滤波算子长度得到频率合成输出信号的方法为：
将晶振信号向量内的所有元素作为均值滤波算法的输入，将每个元素位置的滤波算子长度作为每个元素位置上的均值滤波窗口长度参数，利用均值滤波算法得到整形后晶振信号；
将整形后晶振信号作为双频率合成器中控制频率生成的参考信号生成频率，通过双频率合成器得到频率合成输出信号。
第二方面，本申请实施例还提供了一种用于双频率合成器的频率合成系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。
本申请的有益效果是：本申请采用极值点检测算法获得极值点所处时刻和晶振信号强度值，并计算出晶振信号多周期衰减权重，利用晶振信号多周期衰减权重计算晶振局部估计频率，避免了在进行晶振信号局部频率估计时，由于多周期衰减权重不确定，导致晶振局部估计频率准确性较差的问题；利用晶振局部估计频率计算局部晶振信号可信度，表征与理想晶振信号的差异大小，进而表征局部位置受噪音的影响大小；基于局部晶振信号可信度、晶振局部估计频率，计算出晶振信号频率稳定度，以此表征计算位置处的晶振信号频率混乱程度，并通过晶振信号频率稳定度自适应调节均值滤波算法的滤波算子长度，得到整形后晶振信号；基于整形后晶振信号并利用双频率合成器得到频率合成输出信号，通过利用晶振信号频率稳定度改进滤波算子长度，提高了双频率合成器输出信号质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例所提供的一种用于双频率合成器的频率合成方法的流程示意图；
图2为本申请一个实施例所提供的晶振信号周期示意图；
图3为本申请一个实施例所提供的一种用于双频率合成器的频率合成方法的实施流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，其示出了本申请一个实施例提供的一种用于双频率合成器的频率合成方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S001，采样双频率合成器的晶振输入信号获取晶振信号，对晶振信号进行预处理获取晶振信号向量。
频率合成器的单片机通过外部通信接口接受输入的晶振输入信号，对晶振输入信号进行采样得到晶振信号，本申请中采样频率为50Hz，实施者可以根据场景需要自行决定采样频率的取值。对晶振信号进行预处理，将采样得到所有晶振信号的强度值按照时间升序的顺序组成的向量作为晶振信号向量，其中每个元素代表对应采样时刻的晶振信号强度值。
至此，得到晶振信号向量。
步骤S002，根据晶振信号向量获取晶振极值点，根据晶振极值点获取周期重复可能性权重，根据周期重复可能性权重获取晶振信号多周期衰减权重，根据晶振信号多周期衰减权重获取晶振局部估计频率。
晶振信号有其固定频率，而其它非固体频率得到信号成分都是噪声，因此要对晶振信号进行滤波处理需要对其频率进行分析。
具体地，将晶振信号向量内晶振信号强度值作为极值点检测算法的输入，将极值点检测算法的输出作为晶振极值点的时刻，所述极值点包括两类极值点，分别为极大值点和极小值点，其中极值点检测算法为公知技术，具体过程不再赘述。
进一步地，将晶振极值点的时刻作为矩阵的第一行元素，将晶振极值点处的晶振信号强度值作为矩阵的第二行元素，将构建的矩阵作为晶振极值点时刻矩阵，晶振极值点时刻矩阵中第1行第m个元素/>代表第m个晶振极值点所处时刻，其下标b为1代表该极值点为极大值点，b为2代表该极值点为极小值点，第二行第m个元素/>代表第m个晶振极值点处的晶振信号强度。
基于上述分析，计算晶振频率估计时的晶振信号多周期衰减权重：
式中，是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的强度距离因子，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的周期重复可能性权重，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重，/>、/>分别是第b类极值点内第k个、第m个晶振极值点处的晶振信号强度，/>为误差参数，避免分母取值为0，误差参数取经验值1，/>是第b类极值点内第/>个与第m个极值点之间的强度距离因子，/>为极小值函数，K是预设极值点数量，K取经验值100，其中/>。
需要说明的是，将两个同类极值点之间的间隔时间作为一个周期的，而在考虑第m个极值点时，将其前K个极值点纳入计算范围内，将第k个极值点的晶振信号强度值与第m个极值点的晶振信号强度值相减得到晶振信号强度值的差值，差值越小代表两个极值点的峰值越像，则代表两个极值点越可能是晶振信号中同一个频率成分的信号，因此将其求倒数作为强度距离因子；
在计算第m个极值点处的频率时参考了其之前K个极值点的强度值，这可能会导致第k个极值点和第m个极值点之间相隔的并非一个周期而是多个周期，这会导致第m个极值点的局部频率估计错误。因此，将第k个和第m个极值点的晶振信号强度值之差的倒数与第个和第m个极值点的晶振信号强度值之差的倒数之间做差值得到周期重复可能性权重。由于第/>个极值点是第k个和第m个极值点之间的极值点，如果当第k个极值点与第m个极值点之间相隔了两个及以上的周期，则两者之间必然至少存在一个极值点，此时第/>个与第m个极值点的晶振信号强度值之差的倒数、第k个与第m个极值点之间的信号强度值之差的倒数之间十分接近，此时周期重复可能性权重十分小甚至接近于0，表征第k个极值点既有可能与第m个极值点之间的间隔并非一个周期，所以将其作为周期重复可能性权重，能够更好的估计晶振信号的局部频率大小；
同时，晶振信号周期示意图如图2所示，其中1,2,3，m分别表示第1个极值点、第2个极值点、第3个极值点、第m个极值点，第1个极值点与第m个极值点的晶振信号强度值差异较大，其第1个极值点与第m个极值点的时间差对估计第m个极值点的频率时的权重较低；第2个极值点与第m个极值点的晶振信号强度值之间的差异较小，其第2个极值点对应的权重较高；第3个极值点与第m个极值点的晶振信号强度值之间的差异较小，但是两者之间已经有了第2个极值点，第2个极值点第m个极值点的晶振信号强度值之间的差异和第3个极值点与第m个极值点的晶振信号强度值之间的差异相似，所以第3个极值点的权重较低；
最终将两种权重值相乘并归一化处理得到晶振信号多周期衰减权重，其值越大代表第k个极值点对第m个极值点的频率进行估计时权重值越大。
进一步地，计算晶振局部估计频率：
式中，是第b类极值点内第m个极值点处的晶振局部估计频率，K是预设极值点数量，/>、/>分别是第b类极值点内第m个、第k个极值点所处的时刻，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点的晶振信号多周期衰减权重。
需要说明的是，在估计第m个极值点的晶振信号频率大小时，将第k个和第m个极值点之间的时间差作为一个周期，来估计第m个极值点的晶振信号频率大小，然后将第k个极值点与第m个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重与时间差的倒数之间的乘积进行累加，得到晶振局部估计频率，其值的大小代表了对第m个极值点所处时刻的频率估计大小，越接近晶振固定频率，代表越是晶振所产生的非噪音频率信号极值点，在滤波时越应该保留该极值点所代表的频率形状。
进一步地，利用均值插值算法进行缺失值补全，将晶振信号向量内所有极值点的晶振局部估计频率和所有相邻极值点之间的晶振信号采样点数量作为均值插值算法的输入，将均值插值算法的输出作为晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率，其中均值插值算法为公知技术，具体过程不再赘述。
至此，得到晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率。
步骤S003，根据晶振信号向量获取晶振预测相位，根据晶振预测相位及晶振局部估计频率获取局部晶振信号可信度，根据局部晶振信号可信度获取晶振信号频率稳定度。
进一步地，计算晶振信号的混乱程度，根据晶振信号的混乱程度动态调整滤波算子长度。
具体地，利用MATLAB软件将晶振信号向量内的元素变化进行绘制，得到晶振信号变化曲线。对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，计算元素位置的预设局部区间大小G内的曲线下面积均值，进而计算元素位置的晶振信号幅度估计值，计算方法：/>，其中/>为第t个元素位置的晶振信号幅度估计值，/>为预设局部区间大小，取经验值20。需要说明的是，局部区间是以元素位置的横轴坐标为中心z，设置/>大小的闭区间。
进一步地，计算局部晶振信号可信度：
式中，是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振预测相位，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的局部晶振信号可信度，/>、/>分别是极小值函数、极大值函数，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振信号强度值，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振信号幅度估计值，/>、/>分别是正弦函数、反正弦函数，/>是频率与正弦函数角速度转化的弧度制常数，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振局部估计频率。
式中，、/>是防止晶振信号强度值超过晶振信号幅度估计值导致反正弦函数无意义。
因为晶振信号在理想情况下是正弦函数，计算得到的是晶振信号变化曲线上第t个元素位置在理想晶振信号中所处的晶振预测相位；进一步以晶振信号变化曲线上第t个元素位置的局部估计频率，晶振信号幅度估计值以及对元素位置在理想晶振信号中所处的相位为正弦函数参数求取正弦函数值，其值代表了通过理想晶振信号的参数对元素位置的晶振信号强度值的预测值，将其值和实际的晶振信号强度值之差的绝对值作为局部晶振信号可信度，值越小代表通过理想晶振信号的参数对元素位置的信号强度值的预测效果越好，进而晶振信号强度值越接近理想情况下的晶振信号，对其滤波操作强度应该越小。
进一步地，计算晶振信号频率稳定度：
式中，是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振信号频率稳定度，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的局部晶振信号可信度，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振局部估计频率，/>是晶振的固定频率，取经验值11，/>、/>分别是晶振信号变化曲线上第t个元素位置最近的极大值点、极小值点的所处时刻。
元素位置的晶振局部估计频率与晶振的固定频率差值越大，代表其所含的噪音频率成分越显著，对应的对其进行滤波整形操作时强度应该越大。将元素位置的晶振局部估计频率求倒数代表局部估计周期长度，其元素位置最近的极大值点与极小值之间的时间差代表了局部的信号波动频率大小，二者之差越大代表在元素位置晶振信号的波动与其邻近极值点的频率差异越大，代表元素位置的晶振信号越混乱，在对其进行滤波整形操作时强度应该越大。
至此，得到晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度。
步骤S004，根据晶振信号频率稳定度获取滤波算子长度，利用均值滤波算法基于滤波算子长度获取整形后晶振信号，利用整形后晶振信号获取频率合成输出结果。
进一步地，对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，将其最近的50个元素位置的晶振信号频率稳定度组成的集合作为每个元素位置的度量集合，将每个元素位置的晶振信号频率稳定度作为度量阈值，统计度量集合内小于度量阈值的元素数目，将所述元素数目与度量集合内元素总数量的比值作为晶振信号变化曲线上每个元素位置的百分比位次。本申请的实施流程图如图3所示。
计算晶振信号变化曲线上每个元素位置的滤波算子长度：
式中，是第t个元素位置的滤波算子长度，/>是预设基准长度，取经验值3，是向下取整函数，/>是预设调整区间长度，取经验值10，/>是第t个元素位置的百分比位次。
将晶振信号向量内的所有元素作为均值滤波算法的输入，将每个元素位置的滤波算子长度作为每个元素位置上的均值滤波窗口长度参数，将均值滤波算法的输出作为整形后晶振信号，其中均值滤波算法为公知技术，具体过程不再赘述。
进一步地，将整形后晶振信号作为双频率合成器中控制频率生成的参考信号生成频率，通过双频率合成器得到所需求的频率合成输出信号，即频率合成输出结果。由于晶振信号的波形经过整形，成为了更接近的固定频率的信号，此时其生产的控制频率更加稳定，能够得到更好的频率合成器输出效果。
至此，完成一种用于双频率合成器的频率合成方法。
基于与上述方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于双频率合成器的频率合成系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种用于双频率合成器的频率合成方法中任意一项所述方法的步骤。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
对晶振输入信号进行采样得到晶振信号，利用晶振信号构建晶振信号向量；
根据晶振信号向量获取每类极值点内每个极值点的所处时刻及晶振信号强度；根据每类极值点内两个极值点的所处时刻及晶振信号强度获取每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重；根据每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重获取晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率；
根据晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度；根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度；
利用晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的滤波算子长度；利用均值滤波算法基于所述滤波算子长度得到频率合成输出信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述根据晶振信号向量获取每类极值点内每个极值点的所处时刻及晶振信号强度的方法为：
将晶振信号向量内晶振信号强度值作为极值点检测算法的输入，利用极值点检测算法得到晶振极值点的时刻，所述极值点包括两类极值点，分别为极大值点和极小值点；
采用统计的方式得到每类极值点内每个极值点的所处时刻及晶振信号强度。
3.根据权利要求1所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述根据每类极值点内两个极值点的所处时刻及晶振信号强度获取每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重的方法为：
式中，是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的强度距离因子，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的周期重复可能性权重，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重，/>、/>分别是第b类极值点内第k个、第m个晶振极值点处的晶振信号强度，/>为误差参数，/>是第b类极值点内第/>个与第m个极值点之间的强度距离因子，/>为极小值函数，K是预设极值点数量。
4.根据权利要求1所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述根据每类极值点内两个极值点之间的晶振信号多周期衰减权重获取晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率的方法为：
式中，是第b类极值点内第m个极值点处的晶振局部估计频率，K是预设极值点数量，/>、/>分别是第b类极值点内第m个、第k个极值点所处的时刻，/>是第b类极值点内第k个和第m个极值点的晶振信号多周期衰减权重；
将晶振信号向量内所有极值点的晶振局部估计频率和所有相邻极值点之间的晶振信号采样点数量作为均值插值算法的输入，利用均值插值算法进行缺失值补全得到晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率。
5.根据权利要求1所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述根据晶振信号向量内每个元素的晶振局部估计频率获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度的方法为：
利用MATLAB软件对晶振信号向量内的元素变化进行绘制得到晶振信号变化曲线；
对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，计算元素位置的预设局部区间大小内的曲线下面积，将所述曲线下面积与所述预设局部区间大小之比与的乘积作为元素位置的晶振信号幅度估计值；
根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号幅度估计值获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振预测相位；
计算所述晶振预测相位的反正弦映射结果，计算所述反正弦映射结果、元素位置的晶振局部估计频率以及之积的正弦映射结果，将所述正弦映射结果与晶振信号幅度估计值之积和元素位置上晶振信号强度值之差的绝对值作为元素位置的局部晶振信号可信度。
6.根据权利要求5所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号幅度估计值获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振预测相位的方法为：
式中，是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振预测相位，/>、/>分别是极小值函数、极大值函数，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振信号强度值，/>是晶振信号变化曲线上第t个元素位置的晶振信号幅度估计值。
7.根据权利要求1所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述根据晶振信号变化曲线上每个元素位置的局部晶振信号可信度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度的方法为：
对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，将元素位置的晶振局部估计频率与预设固定频率之差的绝对值作为第一绝对值；计算元素位置的晶振局部估计频率的倒数，计算距离元素位置最近的极大值点与极小值点的所处时刻之差的绝对值，将所述倒数与所述所处时刻之差的绝对值之间差值的绝对值作为第二绝对值；
将元素位置的局部晶振信号可信度、第一绝对值以及第二绝对值的乘积作为元素位置的晶振信号频率稳定度。
8.根据权利要求1所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述利用晶振信号变化曲线上每个元素位置的晶振信号频率稳定度获取晶振信号变化曲线上每个元素位置的滤波算子长度的方法为：
对于晶振信号变化曲线上每个元素位置，将距离最近的预设参数个元素位置的晶振信号频率稳定度组成的集合作为每个元素位置的度量集合，将每个元素位置的晶振信号频率稳定度作为度量阈值，统计度量集合内小于度量阈值的元素数目，将所述元素数目与度量集合内元素总数量的比值作为晶振信号变化曲线上每个元素位置的百分比位次；
计算元素位置的百分比位次与预设调整区间长度之积的向下取整结果，将所述向下取整结果与预设基准长度的和作为元素位置的滤波算子长度。
9.根据权利要求1所述的一种用于双频率合成器的频率合成方法，其特征在于，所述利用均值滤波算法基于所述滤波算子长度得到频率合成输出信号的方法为：
将晶振信号向量内的所有元素作为均值滤波算法的输入，将每个元素位置的滤波算子长度作为每个元素位置上的均值滤波窗口长度参数，利用均值滤波算法得到整形后晶振信号；
将整形后晶振信号作为双频率合成器中控制频率生成的参考信号生成频率，通过双频率合成器得到频率合成输出信号。
10.一种用于双频率合成器的频率合成系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任意一项所述一种用于双频率合成器的频率合成方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410423953.2A CN118018012B (zh) | 2024-04-10 | 2024-04-10 | 一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410423953.2A CN118018012B (zh) | 2024-04-10 | 2024-04-10 | 一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118018012A true CN118018012A (zh) | 2024-05-10 |
| CN118018012B CN118018012B (zh) | 2024-06-25 |
Family
ID=90959754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410423953.2A Active CN118018012B (zh) | 2024-04-10 | 2024-04-10 | 一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118018012B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1441554A (zh) * | 2003-01-29 | 2003-09-10 | 华邦电子股份有限公司 | 锁相回路运作方法与装置 |
| US20060229011A1 (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Frequency conversion method using single side band mixer, and frequency conversion circuit using the same |
| US20120293213A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-22 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Frequency synthesizer |
| US20140085015A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Oscillation device |
| JP2016144054A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | 周波数シンセサイザ |
| CN117347711A (zh) * | 2023-08-23 | 2024-01-05 | 浙江大学 | 基于互相关计算的高速高精度闭环频率测量方法及系统 |
-
2024
- 2024-04-10 CN CN202410423953.2A patent/CN118018012B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1441554A (zh) * | 2003-01-29 | 2003-09-10 | 华邦电子股份有限公司 | 锁相回路运作方法与装置 |
| US20060229011A1 (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Frequency conversion method using single side band mixer, and frequency conversion circuit using the same |
| US20120293213A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-22 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Frequency synthesizer |
| US20140085015A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-03-27 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Oscillation device |
| JP2016144054A (ja) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 三菱電機株式会社 | 周波数シンセサイザ |
| CN117347711A (zh) * | 2023-08-23 | 2024-01-05 | 浙江大学 | 基于互相关计算的高速高精度闭环频率测量方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈家林: "DDS频率合成器的应用", 安徽机电学院学报, no. 01, 30 March 2000 (2000-03-30) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN118018012B (zh) | 2024-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110275148B (zh) | 一种海杂波幅度分布参数估计方法及系统 | |
| US8142361B2 (en) | Method and apparatus for automatic optimization of doppler imaging parameters | |
| CN101766496B (zh) | 一种噪声估计方法和一键优化方法及其系统 | |
| JP7499045B2 (ja) | 融合された閾値／位相変調検出を使用してパルスを検出するためのシステムおよび方法 | |
| JP6277638B2 (ja) | 信号処理装置、信号処理方法及びコンピュータプログラム | |
| CN111965632A (zh) | 一种基于黎曼流形降维的雷达目标检测方法 | |
| CN109065176B (zh) | 一种血糖预测方法、装置、终端和存储介质 | |
| US10305701B2 (en) | Phase-modulated signal parameter estimation using streaming calculations | |
| KR101944429B1 (ko) | 주파수 분석 방법 및 이를 지원하는 장치 | |
| US11921242B2 (en) | Method and device for time-of-flight estimate | |
| CN110974189A (zh) | 脉搏波的信号质量检测方法及装置、设备、系统 | |
| CN106483561B (zh) | 一种频率域的子波分解方法 | |
| CN108281961B (zh) | 一种自适应鲁棒扩展卡尔曼的参数辨识方法 | |
| JP2017127398A (ja) | 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム | |
| CN114910906B (zh) | 一种双基地isar稀疏孔径机动目标成像方法及系统 | |
| CN118018012B (zh) | 一种用于双频率合成器的频率合成方法及系统 | |
| CN112505665A (zh) | 适用于部分均匀混响环境的空时自适应检测方法及系统 | |
| CN116827400A (zh) | 一种天线信号的优化方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN112444788B (zh) | 补零信号的频率估计方法 | |
| CN115345216A (zh) | 一种融合先验信息的fmcw雷达干扰消除方法 | |
| CN118100914B (zh) | 基于人工智能的双频率合成器控制方法及系统 | |
| CN106371095A (zh) | 基于脉冲压缩技术的距离向成像方法和距离向成像系统 | |
| CN114358162A (zh) | 一种基于连续小波变换的跌倒检测方法、装置及电子设备 | |
| CN110442827B (zh) | 一种频率估计方法、装置、系统及计算机可读存储介质 | |
| Zheng et al. | An lp-based reconstruction algorithm for compressed sensing radar imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |