[其他]鎖相諧振自動捕捉跟蹤濾波技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86101844
• 申請日: 1986-03-17
• 公開（公告）號: CN86101844A
• 公開（公告）日: 1987-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王經(jīng)一
• 申請（專利權(quán)）人: 王經(jīng)一
• 主分類號: H03L7/00
• 分類號: H03L7/00
• 代理公司: 福建省專利代理事務(wù)所
• 代理人: 楊建民

本發(fā)明涉及一種跟蹤濾波技術(shù)，特別是涉及一種鎖相諧振自動捕捉跟蹤濾波技術(shù)。

現(xiàn)代測量技術(shù)中有許多跟蹤濾波和跟蹤檢波的電路。它們都屬于相關(guān)技術(shù)或相干技術(shù)，都是依靠一個基準(zhǔn)信號對被測信號進(jìn)行相關(guān)處理和相干處理的。但要取得一個與頻率變化的被測信號保持固定關(guān)系的基準(zhǔn)信號，并非總是方便或可能的。在動平衡機(jī)中有這種情況，對高速目標(biāo)的聲振測量更是如此。

本發(fā)明的任務(wù)是建立一種能不依靠基準(zhǔn)信號而自動捕捉，并把測量電路準(zhǔn)確地鎖定在目標(biāo)信號的頻率和相位上的濾波技術(shù)，以便對頻率變化的信號進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和定位。在低頻領(lǐng)域內(nèi)這是一個新課題。

在動平衡機(jī)方面，相關(guān)濾波以及相干檢波已經(jīng)把技術(shù)指標(biāo)提高到了現(xiàn)有的先進(jìn)水平一相位誤差≤±6°，一次去重率≥90%。本發(fā)明在上述總?cè)蝿?wù)之下的一個特殊目的是在動平衡機(jī)中再實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改進(jìn)：提高指標(biāo)，簡化結(jié)構(gòu)，降低造價和故障率。特別著眼于發(fā)展激光動平衡機(jī)：本發(fā)明是無差跟蹤、直接定位的測量-指令系統(tǒng)。

本發(fā)明的基本原理是：采用一個含有壓控電阻的均Q????RC諧振電路，在其入出兩端跨接一個鑒相環(huán)路，產(chǎn)生一個與失諧相移成正比的電壓，對諧振頻率進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，改變諧振頻率，使移近信號頻率而完成自動捕捉和鎖相諧振。

圖1為實(shí)施例電路方框圖

其中：（1）為均Q壓控諧振電路;（2）和（6）是一對增益壓控級;（3）和（7）是一對放大級;（4）和（8）是一對結(jié)構(gòu)相同但輸入耦合方式不同的濾波器，（4）兼任積分;（5）是模擬乘法器用為鑒相器;（10）是積分放大級。（9）是檢波器。

圖2為實(shí)施例電路圖，與圖1是按序號對應(yīng)的。

為了便于理解發(fā)明的構(gòu)成及使用實(shí)例，下面結(jié)合附圖具體說明。

均Q壓控諧振電路（1）的放大器包括確定其增益的比例反饋電阻R₃、R₄和提高輸入阻抗的場效應(yīng)管G₁，移相RC節(jié)為C₁、R₁，C₂、R₂，R₂，R₂中串接著壓控管G₂，信號由Ri輸入，這是一個具有典型諧振電路特性的“均Q調(diào)諧電阻負(fù)反饋RC諧振放大器”。R₅和G₃、R₆和G₄組成增益壓控（2）和（6）。檢波器（9）的檢波電壓由電位器調(diào)節(jié)加于G₃和G₄，當(dāng)信號降低時G₃、G₄電阻增大，它們與R₅、R₆形成的衰減因而變小;當(dāng)信號增大時則反之，使加于鑒相器（5）（鑒相器由四象限模擬乘法器構(gòu)成）的兩路信號保持其大小基本不變。（4）和（8）是一對參數(shù)完全相同的濾波器。（4）由電阻輸入，是低通。（8）由電容輸入，是帶通。可以證明，兩種接法的不同使（4）的特性相等于（8）而兼有一級積分的功能，兼任了環(huán)路中必須有的積分級。作為一對互補(bǔ)的濾波器來說，它們產(chǎn)生的相移相等，因而鑒相器輸出的相位差只是諧振電路（1）的失諧相移。使用（4）的目的不在徹底的濾波，而只求對干擾電平的適當(dāng)抑制。由于鑒相器的工作不得超出其線性范圍，干擾電平抑制多少倍，信號電平就可提高多少倍。信號電平的提高，相對降低了溫漂的影響，同時也相對壓縮了跟蹤余差。而使用（8）的目的僅在補(bǔ)償（4）所引起的相移。使用增益壓控，壓縮信號電平的差距，使其電平對上給干擾留有足夠的線性范圍，對下足可排除溫漂的影響，目的是一致的。當(dāng)增益壓控已足夠，（4）和（8）也可以不用，這時要設(shè)單獨(dú)的積分級。或者將壓控諧振電路改為積分型的。當(dāng)要求更高時，（4）和（8）也可換用一對低Q參差諧振電路，使構(gòu)成一對矩形帶通。

在此，對自動捕捉和鎖相跟蹤的物理過程做一個簡單的描述。

設(shè)輸入信號Sinωt，不論其幅值大小，經(jīng)增益壓控、放大、積分：加于X端的信號均為UxmCosωt。諧振電路原處于ω。設(shè)有失諧相移φ，初始輸出為sin（ωt+φ），鑒相器Y端的信號大小與輸入大小無關(guān)，為Uy_msin（ωt+φ）。經(jīng)（5）作乘法運(yùn)算，產(chǎn)生兩個成份：倍頻交流成分經(jīng)（10）積分濾波而被消除;差頻為直流成份，經(jīng)（10）放大，加于G₂柵極。這電壓為：

Uφ＝KU_xmU_ymsinφ