[其他]信號頻率和相位的數字化測定法及其裝置

無效

• 申請號: 88103012
• 申請日: 1988-05-21
• 公開（公告）號: CN88103012A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 希爾瓦英·方坦尼斯;帕特里斯·布羅特;安德里·馬古納德;希里·奎恩昂;布里吉特·羅曼
• 申請（專利權）人: 阿爾卡泰爾有限公司
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R25/00;G06F7/60
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明涉及一種對信號的頻率和相位進行數字化測定的方法以及實施該方法的裝置。

象常規的頻率計或相位計那樣，它可用來分別復制待測定信號的頻率和相位，并能提供與測定該信號品質的幾項指示（如信/噪比、波形系數等）一起測量的這些參數的精度指示。

頻率及相位測量中通常使用的信號分析方法一般都基于下面幾點之一：

基于實現積分或過零點計數的模擬處理和濾波方法，其積分或濾波區間是所需精確度的函數;

基于鎖定振蕩器（如通過鎖相環路）從而分離出待測信號，以便可對其進行測量的方法;或者

直接基于來自己鎖定振蕩器的信號或基于其控制信號。

使用這些方法都有一個缺點，即不能存貯前面的測量結果。結果，使得在繼用該信號的某一部分得出初始估算之后處理該部分信號的過程中，實際使用從該信號的另一不同部分估算得到的任一參數值。這有兩個不良影響：

對性能有不良影響，因為這種技術不可能為各種參數的變化提供可能有的最佳適配。因此它對疊加在待測信號上的干擾信號（如噪聲、干擾頻線）更為敏感;

對系統復雜性有不良影響，由于采用上述的這些技術，因此很難在為實現預定目標而需實施的每一步驟上提供最佳適配。特別是數據獲得步驟和示蹤步驟要求不同的特性，因此，它們不是要求分離的裝置，便是要求一整套模擬電路的特性與上述的每一步相匹配。這樣，在測量裝置不變得極其復雜的前提下，很難實現最佳適配和為每一步給出最佳結果。

此外，對同一參數進行逐次估價時不可能使用相同的信號，因此，對信號的逐次估價是在按時間依次取的信號周期中進行的，這就必須使用能保證提供有效的、可重現的結果的前提。

本發明的目的在于減輕這些缺陷。

出于這個目的，本發明提供了一種以數字取樣形式對信號的頻率和相位進行數字化測定的方法，該方法的特征在于它依次包括：

對待分析信號的取樣數目進行處理的步驟，以便把它們轉換成一個實部和上述待分析信號一致的分析信號;

以估價量與選擇標準為基礎在信號的相位上對待分析參數進行總體估價，而不必分別或同時使用富里葉變換型算子或任何前提測試的步驟;

把上述得到的實部信號與從估價參數所得信號之間的判別加以估價，從而有可能以數字信號的形式提供與已分析信號的品質及估價值的可靠性有關的數據的步驟。

通過使用適于接受各種信號并送出所需參數的一套設備（包括數字交換器和計算部件），就可以方便地實現上述各個步驟。

在估價待分析參數的步驟中，分析信號的相位可以方便地用與它相關的展開相位（develo????ped????phase）來取代。

在本發明的方法中可以以最小的方差使用無偏估價量，這就可能使處理信號的期間達到最佳化。

此外，對分析信號的吻合度的估價使消除干擾噪聲成為可能，特別是當待分析信號瞬間即逝（fleeting）時。這樣，只要知道短信號的大致到達時刻，便可以取出其參數特性，或者確定特性已知的信號實際上確實出現的時刻。舉個例子來說，在信息被周期地或隨機地傳送時，該方法既可用來確定信息的精確起始時刻，從而有可能繼而取出它的特性;也可以在信息的特性已精確已知且在隨機時刻出現時來確定信息起始時刻。

更精確地說，在本發明的方法中，原始取樣被存貯在一個存貯器中，這些初始取樣可由各個新的計算隨時從該存儲器中取出，在給定的精度內提高被分析信號的信/噪比、所考慮的信號周期和相位測量和頻率測量的精度，上述這些都基于一個給定的品質參數。

這樣的方法可用于因非線性而帶有噪聲和諧波的正弦信號。

它還能適用于任意波形的信號（如方波、三角波或高斯波等），除了頻率和相位之外還能決定精確的形狀特性。

本發明還涉及一種實施該方法的裝置。

這個裝置（例如，頻率計）包括一個數字處理器部件，該部件有一個輸入端，待分析信號在通過一個數字器之后即加至該輸入端，上述數字變換器還接收一個穩定的數字時鐘信號，數字處理器的輸入端提供一個品質信號和一個頻率測置信號。

該數字處理部件包括：

一個公用存貯器電路;

一個產生該分析信號的電路;

一個計算分析信號的相位取樣和建立展開相位的電路;

一個決定信號品質并由估價出的正弦波和作為待測信號波形的函數估價出的噪聲間的差值的統計量進行估價的電路;

一個估價頻率的電路;

一根互連總線，所有上述電路均通過各自的雙向連線連至該總線;