[發(fā)明專利]一種基于諧波的頻率響應(yīng)測量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110865727.6
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113624269A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮向東;趙博
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

1.一種基于諧波的頻率響應(yīng)測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：

一個頻率可控方波生成器，輸入是計算控制單元輸出的控制信號Ctrl0，輸出是方波信號x(t)；

一個待測線性系統(tǒng)，輸入是頻率可控方波生成器輸出的方波x(t)，輸出m(t)接入信號調(diào)理電路；

一個信號調(diào)理電路，輸入是待測線性系統(tǒng)的輸出m(t)和計算控制單元輸出的控制信號Ctrl2，輸出y(t)接入模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸入是信號調(diào)理電路的輸出y(t)和計算控制單元輸出的控制信號Ctrl1，輸出碼字y(n)接入計算處理單元；

一個計算處理單元，輸入是模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的碼字y(n)，輸出控制信號Ctrl0、Ctrl1和Ctrl2分別接入頻率可控方波生成器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號調(diào)理電路，并輸出測量結(jié)果。

2.一種利用如權(quán)利要求1所述的基于諧波的頻率響應(yīng)測量系統(tǒng)進(jìn)行頻率響應(yīng)測量的方法，其特征在于，包括若干個測量輪次，每個測量輪次包括以下四個步驟：

第一步，根據(jù)目標(biāo)測量頻率，計算控制單元設(shè)定方波生成器生成的方波頻率和方波幅度等參數(shù)，設(shè)定信號調(diào)理電路的低通截止頻率和模數(shù)轉(zhuǎn)換器過采樣率OSR，啟動方波生成器，其中過采樣率OSR是半整數(shù)；

第二步，計算處理單元調(diào)整信號調(diào)理電路的增益，保證模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入處在接近滿量程、未飽和的狀態(tài)；

第三步，計算處理單元對模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的結(jié)果y(n)進(jìn)行K點DFT計算，得到在頻率點、、、……處信號y(t)的頻譜數(shù)據(jù)、、、……，其中M是奇數(shù)且滿足MOSR；

第四步，計算處理單元用、、、……分別除以信號調(diào)理電路的增益、、 、……，再分別除以信號x(t)的K點DFT頻譜數(shù)據(jù)、、、……，分別得到待測線性系統(tǒng)在頻率點、、、……處的頻率響應(yīng)、、、……。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于諧波的頻率響應(yīng)測量方法，其特征在于，所述頻率可控方波生成器，生成的方波幅度、頻率和相位等參數(shù)精確定義，方波頻率可調(diào)，由計算控制單元輸出的控制信號Ctrl0決定。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于諧波的頻率響應(yīng)測量方法，其特征在于，所述信號調(diào)理電路，對輸入信號m(t)進(jìn)行線性放大和低通濾波，它的增益可調(diào)、低通濾波的截止頻率可調(diào)，由計算控制單元輸出的控制信號Ctrl2決定。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于諧波的頻率響應(yīng)測量方法，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其采樣頻率由計算控制單元輸出的控制信號Ctrl1決定，與方波頻率之間滿足，其中K是奇數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于諧波的頻率響應(yīng)測量方法，其特征在于，所述計算處理單元，可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運算，可以輸出控制信號，可以讀取外部數(shù)字碼字輸入，它輸出控制信號Ctrl0接入頻率可控方波生成器，控制方波頻率等參數(shù)；輸出控制信號Ctrl1接入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣頻率；輸出控制信號Ctrl2接入信號調(diào)理電路，控制信號調(diào)理電路的增益和低通截止頻率；并輸出測量結(jié)果。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于諧波的頻率響應(yīng)測量方法，其特征在于，所述。