[發明專利]頻率測量裝置和頻率測量方法

有效

• 申請號: 201710707180.0
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107328993B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 陸俊;代小收;熊春生
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨;馮玉清

1.一種頻率測量方法，包括：

接收被測信號；

估測所述被測信號的頻率范圍，并且在所述頻率范圍內確定多個頻點；

在所述多個頻點中的每個頻點處，計算所述被測信號與多個預定相位的參比信號之間的相關性，以確定所述被測信號的幅度值；

基于所述多個頻點的值以及與其對應的所述被測信號的幅度值，擬合所述被測信號的幅度頻譜的函數形式；以及

確定與所述估測頻率范圍最接近的、所述函數形式的與極大值點對應的頻率值，作為所述被測信號的測量頻率。

2.如權利要求1所述的方法，還包括：

在所述被測信號的測量頻率處，計算所述被測信號與所述參比信號之間的相關性，以確定所述被測信號的相位和幅度。

3.如權利要求1所述的方法，其中，所述參比信號是具有與所述被測信號相同的模式的信號。

4.如權利要求1所述的方法，其中，所述被測信號是正弦信號，所述多個頻點包括至少4個頻點；或者

其中，所述被測信號是三角波信號或方波信號，所述多個頻點包括至少3個頻點。

5.如權利要求2所述的方法，其中，所述被測信號是正弦信號，所述計算所述被測信號與多個預定相位的參比信號之間的相關性的步驟包括：

分別根據下面的公式2和3計算所述被測信號與正弦參比信號和余弦參比信號的相關性，其中R_i,sin是在頻點f_i處被測信號與正弦參比信號之間的相關性，R_i,cos是在頻點f_i處被測信號與余弦參比信號之間的相關性，m是所采樣的被測信號和參比信號的周期數，N是在m個周期內被測信號和參比信號的采樣數，S_k是被測信號在第k個采樣點處的值，Sin(2πmk/N)表示正弦參

比信號在第k個采樣點處的值，Cos(2πmk/N)表示余弦參比信號在第k個采樣點處的值；以及

根據下面的公式4計算每個頻點f_i處被測信號的幅度值A_i，

6.如權利要求5所述的方法，其中，所述擬合所述被測信號的幅度頻譜的函數形式的步驟包括：

將各個頻點的值f_i和對應的幅度值A_i分別作為x和y代入下面的公式5，通過擬合來確定公式5 中的參數A、w、x₀和y₀的值，

y＝A×Sin(w·x+x₀)+y₀ (公式5)。

7.如權利要求6所述的方法，其中，所述確定與所述估測頻率范圍最接近的、所述函數形式的與極大值點對應的頻率值的步驟包括：確定與所述估測頻率范圍最接近的、使Sin(w·x+x0)等于1的x值，作為所述被測信號的測量頻率f₀，且

其中，所述確定所述被測信號的相位和幅度的步驟包括：執行權利要求5描述的步驟以確定在頻點f₀處被測信號與正弦參比信號之間的相關性R_0,sin，以及在頻點f₀處被測信號與余弦參比信號之間的相關性R_0,cos，并且計算復數R_0,cos+iR_0,sin的相位角和模值作為所述被測信號的相位和幅度。