[發明專利]用于同步對正弦曲線輸入的采樣的方法

有效

• 申請號: 201310170906.3
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103390428A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: A.克蘭達爾
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: G11C27/02
• 分類號: G11C27/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超;楊炯

技術領域

本公開涉及同步正弦曲線信號的采樣，并且更具體地涉及利用樣本之間的可變時間的基于相位同步。

背景技術

電控制器頻繁采樣正弦曲線或正弦曲線激勵的信號以確定正弦曲線信號的特征，并且使用所確定的特征來控制部件。各種類型的信號采樣都是可行的，包括鎖相回路、科斯塔斯環、和類似的載波相位恢復方法。典型的采樣方法依賴于樣本點之間的固定的、一致的周期。

經常，有用的是將數字系統內的采樣限制到輸入信號的某個顯著相位角，例如以最大化數據點的信噪比。將采樣限制到具體相位角值的已知方法要求控制器產生激勵信號，或者要求與參考信號周期相比相對短的采樣周期。準許激勵信號并不總是可行的，而且短采樣周期要求額外的處理時間和內存使用，尤其是在期望采樣相位之間的差不均勻或者某些相位角不被使用時。

發明內容

所公開的是用于同步對正弦曲線激勵的信號的采樣的方法，具有以下步驟：A)接收正弦曲線輸入；B)在具有相位角的當前樣本點處對該正弦曲線輸入采樣；C）確定當前樣本點相對于估計相位角的相位誤差值；D)基于相位誤差值確定將下一樣本點收斂到下一期望估計相位角的延遲時長；E)延遲獲得下一樣本直到已經經過該延遲時長；和F）重復步驟B-E，由此將實際采樣相位角收斂到該正弦曲線輸入的期望相位角。

還公開的是電控制器，其具有：輸入端，其可操作以接收正弦曲線輸入信號；和信號采樣模塊，其可操作以使控制器執行如下步驟：A)在具有相位角的當前樣本點處對該正弦曲線輸入采樣；B）確定當前樣本點相對于估計相位角的相位誤差值；C)基于相位誤差值確定將下一樣本點收斂到下一期望估計相位角的延遲時長；D)延遲獲得下一樣本直到已經經過該延遲時長；和E）重復步驟A-D，并由此將實際采樣相位角收斂到該正弦曲線輸入的期望相位角。

可從下面的說明和附圖最佳地理解本發明的這些和其它特征，下面是簡要描述。

附圖說明

圖1示出了電控制器。

圖2示出了使用科斯塔斯環的控制回路。

圖3示出了用于同步對正弦曲線信號的采樣的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1示出了電控制器10，其具有信號采樣模塊20用于對在信號輸入端30處接收的正弦曲線信號進行采樣。信號采樣模塊20可以是由物理部件、軟件模塊、或軟件控制的硬件部件構成的電路，并執行基于相位角的采樣過程，該過程在下面被詳細描述。基于相位角的采樣過程允許信號的樣本點收斂到期望的樣本點相位角，而不管在每個期望樣本相位角之間的時長如何，而不要求控制器產生激勵載波信號或者不會對輸入信號過采樣。當信號采樣模塊20是軟件模塊時，該軟件被存儲在控制器10內包含的有形存儲器上。

圖2圖示了示例控制回路100，其用于上述參照圖1描述的信號采樣模塊20中。控制回路100在正弦曲線信號輸入端110接受正弦曲線信號樣本點。正弦曲線信號具有Sin(Φ)的基本形式，其中Φ=ω*t+φ。信號樣本點被發送到頂部乘法器結點120和底部乘法器結點122。頂部乘法器結點120將樣本點乘以樣本點的估計相位角(Θ=ω-_est*t+θ_est)的余弦。根據三角定律，這個積等于具有輻角(Φ+Θ)的正弦波和具有輻角(Φ-Θ)的正弦波之和。所得到的值被通過低通濾波器130以產生部分誤差值132。對于適當選擇的濾波器截斷頻率和合理地接近的ω-和ω-_est值，這個濾波器僅留下sin(Φ-Θ)項。

類似地，底部乘法器結點122使輸入樣本點乘以樣本點的估計相位角(Θ)的正弦。所得到的值被通過第二低通濾波器134，以產生與(Φ-Θ)的余弦成比例的第二部分誤差值136。兩個部分誤差值132、136被并入乘法器結點138以建立誤差值140；根據三角定律，這個項與和(Φ-Θ)成比例的項的正弦成比例。如果這個誤差項相當小，那么其可由其第一階級數展開（通過與(Φ-Θ)直接成比例的項）近似。相位誤差值140被傳遞到控制回路150。控制回路150確定控制器10在采取下一樣本點之前要等待的合適時間延遲，以實現下一樣本點具有下一期望的相位角(Θ)。控制邏輯150類似地輸出下一樣本點的估計相位角(Θ)160。控制器10此時用該下一樣本點重復該過程。