CN86106676A - 获得同步恒幅参考正余弦信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一获得同步恒幅参考正余弦信号的方法，属模拟信号处理技术领域。用它可解决时域相关型窄带自动跟踪滤波时所需的同步恒幅参考正余弦信号的获得问题。
本发明采用相位控制技术对振荡器或滤波器进行直接控制，从而获得所需信号。
Description
在模拟信号处理技术领域中，要实现窄带自动跟踪滤波，一般都需要有同步参考信号（同步参考正余弦信号或同步参考正交方波等）。获得同步参考正交方波比较容易，但用它构成的相干乘积型滤波器有较高的谐波响应，在使用上受到限制。使用同步参考正余弦信号可获得较理想的频率响应，但获取良好的同步参考正余弦信号并不容易。
到目前为止，国内外所采用的获得同步参考正余弦的方法有三种：
第一种：机电法-用基准信号发电机或用凸轮加位移-电压变换器。
第二种：波形变换法-将同步脉冲先变为同步方波，再变为三角波，最后再削成近似正余波。
第三种：波形存储读出法-先将正余弦值存放在ROM或EPROM内，再由同步参考脉冲经锁相倍频后予以读出，经数-模变换变为正余弦波，或读出后直接送往数字模拟乘法器（MDAC）进行乘积处理，从而实现滤波。
机电法比较笨重，且要求信号发生装置与被测对象有机械或磁方面的直接耦合（有的转子不允许这样做）。基准信号发生器输出波形的失真一般较大，幅值随转速而变，唯有波形的正交性较好。凸轮方案见用于超低速转子的场合。它存在有凸轮加工费时和波形精度受运动付机械磨损影响等问题。
波形变换法用得较多。由于各种因素限制，所获参考信号的三项指标（波形失真度，正交性和幅值恒定性）很难同时兼顾。
波形存储读出法是近年来新开发的方法。所获参考信号的正交性和幅值恒定性好，波形失真度取决于波形量化后所得数据的字长。字长愈长、精度就愈高，当然成本当愈高。两者呈指数递增的关系。
本发明提出了第四种方法（相控振荡法和相控滤波法）。理论分析和实验数据都表明：采用本方法可获得同步恒幅参考正余弦信号，并具有成本低及频率下限低的特点。在很多场合，采用本方法将较上述其他方法更为有利。
本发明的技术内容：
1.本发明提供了两种获得同步恒幅参考正余弦信号的方法-相控振荡法和相控滤波法。
2.相控振荡法的实施方案见图（1），图中：①为一个输入到鉴频鉴相器②的同步参考脉冲，③为环路滤波器，④为压控正交信号发生器，⑤为方波形成电路。其核心是一个压控正交信号发生器④，与之配合的有方被形成电路⑤，鉴频鉴相器②和环路滤波器③。
3.压控正交信号发生器④应保证输出的正交信号有良好的正交性，恒定的幅值和极小的波形失真。此外，它还应有足够的频率复盖和快的响应特性。这一切需通过对电路进行特殊设计才能达到。
4.压控正交信号是发生器包括振荡器和控制器两部分。振荡器采用两极RC积分器中按加正反馈的方案。R值固定，R值的变化依靠四象限模拟乘法器加压控来实现。控制器主要用来控制振荡波形的幅值和正交性，采用直接检测振幅和阻尼反馈的方案。
5.鉴频鉴相器采用经改进的双稳触发器方案，其输出在锁定时为一直流电压。环路滤波器中设置有加速电路，可加快锁定过程。为保证在任何情况（如信号中断）下能迅速启动并锁定，输出电路中设置有箝位电路。
6.相控滤波法的实施见图（2）。图（2）中⑧为输入到对称方波形成电路⑨的同步参考脉冲，①为对称三角波形成电路，②为压控带通滤波器，③为控制器。其核心是有正交输出的压控窄带带通滤波器②，与之配合的有作为前置处理的对称方波形成电路⑨，对称三角波形成电路①以及保证输入输出应有相位关系的控制器⑧。
7.压控带通滤波器图（2）中②采用经改造的状态变量型恒定百分比带宽的滤波器。对称方波形成电路⑨采用锁相环、双D触发器加异或门方案。控制器③采用相位控制原理，用的是一级无静差系统。
8.对称三角波形成电路①在有些场合（如滤波器具有较高Q值、对同步参考正余弦信号可允许有少量谐波）下可以省去。此时，为保证整个系统正常工作，输入到控制器的信号应改用Acost。
参考资料：
周士炎：
1.《相关滤波及其在动平衡中的应用》
中国仪器仪表学会试验机学会第一次学术交流会论文
1980年1月
Claims (3)
1、可获得同步恒幅参考正余弦信号的方法，本发明的特征在于所需正余弦信号乃通过相位可控的振荡器直接振荡获得(相控振荡法)或相位可控的滤波器直接滤波获得(相控滤波法)。
2、如权力要求（1）所述的相控振荡法，其特征在于其相控振荡乃通过对一特殊设计的压控恒幅正交信号发生器进行频率和相位控制而获得。频率和相位控制部份包括有一鉴频鉴相器、环路滤波器和正弦一方波变换器。压控恒幅正交信号发生器采用了以下技术：两信号的正交性依靠两级串联的RC积分器来获得，恒幅依靠测量两正交信号输出的平方和通过PID控制来获得，频率和相位则依靠两个变跨导的四象限模拟乘法器压控RC积分器的R来保证。
3、如权利要求（1）所述的相控滤波法，其特征在于相控滤波乃通过对一有正交输出的压控窄带带通滤波器进行相位控制而获得。输入到压控窄带带通滤波器的波形可以是对称方波或对称三角波。对称方波依靠锁相环，双D触发器加异或门来获得。窄带带通滤波器的Q值在20～100范围。相位控制依靠窄带通滤波器的输入与其正交输出相乘积分並经PID控制带通滤波器的R来实现（R的控制可通过发光二极管-光敏电阻或变换跨导的四象限模拟乘法器）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 86106676 CN86106676A (zh) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 获得同步恒幅参考正余弦信号的方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 86106676 CN86106676A (zh) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 获得同步恒幅参考正余弦信号的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN86106676A true CN86106676A (zh) | 1988-04-27 |
Family
ID=4803316
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 86106676 Pending CN86106676A (zh) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | 获得同步恒幅参考正余弦信号的方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN86106676A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104811193A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-29 | 电子科技大学 | 相位可调的多路时钟信号合成装置 |
-
1986
- 1986-10-14 CN CN 86106676 patent/CN86106676A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104811193A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-29 | 电子科技大学 | 相位可调的多路时钟信号合成装置 |
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