[其他]獲得同步恒幅參考正余弦信號(hào)的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86106676
• 申請(qǐng)日: 1986-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN86106676A
• 公開（公告）日: 1988-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周士炎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空學(xué)院
• 主分類號(hào): H03L7/00
• 分類號(hào): H03L7/00
• 代理公司: 航空工業(yè)部專利事務(wù)所
• 代理人: 薜沙濱,李有浩

在模擬信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域中，要實(shí)現(xiàn)窄帶自動(dòng)跟蹤濾波，一般都需要有同步參考信號(hào)（同步參考正余弦信號(hào)或同步參考正交方波等）。獲得同步參考正交方波比較容易，但用它構(gòu)成的相干乘積型濾波器有較高的諧波響應(yīng)，在使用上受到限制。使用同步參考正余弦信號(hào)可獲得較理想的頻率響應(yīng)，但獲取良好的同步參考正余弦信號(hào)并不容易。

到目前為止，國(guó)內(nèi)外所采用的獲得同步參考正余弦的方法有三種：

第一種：機(jī)電法-用基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)電機(jī)或用凸輪加位移-電壓變換器。

第二種：波形變換法-將同步脈沖先變?yōu)橥椒讲ǎ僮優(yōu)槿遣ǎ詈笤傧鞒山普嗖ā?/p>

第三種：波形存儲(chǔ)讀出法-先將正余弦值存放在ROM或EPROM內(nèi)，再由同步參考脈沖經(jīng)鎖相倍頻后予以讀出，經(jīng)數(shù)-模變換變?yōu)檎嘞也ǎ蜃x出后直接送往數(shù)字模擬乘法器（MDAC）進(jìn)行乘積處理，從而實(shí)現(xiàn)濾波。

機(jī)電法比較笨重，且要求信號(hào)發(fā)生裝置與被測(cè)對(duì)象有機(jī)械或磁方面的直接耦合（有的轉(zhuǎn)子不允許這樣做）。基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器輸出波形的失真一般較大，幅值隨轉(zhuǎn)速而變，唯有波形的正交性較好。凸輪方案見(jiàn)用于超低速轉(zhuǎn)子的場(chǎng)合。它存在有凸輪加工費(fèi)時(shí)和波形精度受運(yùn)動(dòng)付機(jī)械磨損影響等問(wèn)題。

波形變換法用得較多。由于各種因素限制，所獲參考信號(hào)的三項(xiàng)指標(biāo)（波形失真度，正交性和幅值恒定性）很難同時(shí)兼顧。

波形存儲(chǔ)讀出法是近年來(lái)新開發(fā)的方法。所獲參考信號(hào)的正交性和幅值恒定性好，波形失真度取決于波形量化后所得數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)。字長(zhǎng)愈長(zhǎng)、精度就愈高，當(dāng)然成本當(dāng)愈高。兩者呈指數(shù)遞增的關(guān)系。

本發(fā)明提出了第四種方法（相控振蕩法和相控濾波法）。理論分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都表明：采用本方法可獲得同步恒幅參考正余弦信號(hào)，并具有成本低及頻率下限低的特點(diǎn)。在很多場(chǎng)合，采用本方法將較上述其他方法更為有利。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容：

1.本發(fā)明提供了兩種獲得同步恒幅參考正余弦信號(hào)的方法-相控振蕩法和相控濾波法。

2.相控振蕩法的實(shí)施方案見(jiàn)圖（1），圖中：①為一個(gè)輸入到鑒頻鑒相器②的同步參考脈沖，③為環(huán)路濾波器，④為壓控正交信號(hào)發(fā)生器，⑤為方波形成電路。其核心是一個(gè)壓控正交信號(hào)發(fā)生器④，與之配合的有方被形成電路⑤，鑒頻鑒相器②和環(huán)路濾波器③。

3.壓控正交信號(hào)發(fā)生器④應(yīng)保證輸出的正交信號(hào)有良好的正交性，恒定的幅值和極小的波形失真。此外，它還應(yīng)有足夠的頻率復(fù)蓋和快的響應(yīng)特性。這一切需通過(guò)對(duì)電路進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)才能達(dá)到。

4.壓控正交信號(hào)是發(fā)生器包括振蕩器和控制器兩部分。振蕩器采用兩極RC積分器中按加正反饋的方案。R值固定，R值的變化依靠四象限模擬乘法器加壓控來(lái)實(shí)現(xiàn)。控制器主要用來(lái)控制振蕩波形的幅值和正交性，采用直接檢測(cè)振幅和阻尼反饋的方案。

5.鑒頻鑒相器采用經(jīng)改進(jìn)的雙穩(wěn)觸發(fā)器方案，其輸出在鎖定時(shí)為一直流電壓。環(huán)路濾波器中設(shè)置有加速電路，可加快鎖定過(guò)程。為保證在任何情況（如信號(hào)中斷）下能迅速啟動(dòng)并鎖定，輸出電路中設(shè)置有箝位電路。

6.相控濾波法的實(shí)施見(jiàn)圖（2）。圖（2）中⑧為輸入到對(duì)稱方波形成電路⑨的同步參考脈沖，①為對(duì)稱三角波形成電路，②為壓控帶通濾波器，③為控制器。其核心是有正交輸出的壓控窄帶帶通濾波器②，與之配合的有作為前置處理的對(duì)稱方波形成電路⑨，對(duì)稱三角波形成電路①以及保證輸入輸出應(yīng)有相位關(guān)系的控制器⑧。

7.壓控帶通濾波器圖（2）中②采用經(jīng)改造的狀態(tài)變量型恒定百分比帶寬的濾波器。對(duì)稱方波形成電路⑨采用鎖相環(huán)、雙D觸發(fā)器加異或門方案。控制器③采用相位控制原理，用的是一級(jí)無(wú)靜差系統(tǒng)。

8.對(duì)稱三角波形成電路①在有些場(chǎng)合（如濾波器具有較高Q值、對(duì)同步參考正余弦信號(hào)可允許有少量諧波）下可以省去。此時(shí)，為保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作，輸入到控制器的信號(hào)應(yīng)改用Acost。

參考資料：

周士炎：

1.《相關(guān)濾波及其在動(dòng)平衡中的應(yīng)用》

中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)試驗(yàn)機(jī)學(xué)會(huì)第一次學(xué)術(shù)交流會(huì)論文

1980年1月