一种信号相位算数平均值误差消除方法与流程

本发明涉及信号处理方法领域，具体涉及一种信号相位算数平均值误差消除方法。

背景技术：

在信号处理领域，有很多时候都需要得到信号的相位信息。在一些工程实现中，如使用FPGA计算atan(q/i)得到信号的相位信息值的范围是[-pi~+pi]，这样相位值可能出现-pi到+pi的一个跳变，直接计算算数平均的结果有些值就是一个错误的结果，这样就不能通过统计学的方式消除一些误差。例如，如图1所示，可知矢量a的相位值为+pi，矢量b的相位值为-3/4*Pi，如果两个值直接相加取平均值的话就是：(1+（-3/4）) *pi/2=1/8*pi，即图1所示的c，如果该方法用在信号相位值消除抖动中，就得到一个错误的结果，得到的误差大。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种工信号相位算数平均值误差消除方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种信号相位算数平均值误差消除方法，包括以下步骤：

分别对相位求sin值和cos值；

分别求上述sin值的平均值和上述cos值的算数平均值；

根据sin值的平均值和cos值的算数平均值求相位值。

本方案的方法将相位值换算到三角域，在三角域做完算数平均后再通过ATAN（q/i）得到信号相位的算数平均值，其可有效的消除误差，因为正弦函数sin和余弦函数cos在[-2pi~+2pi]之间的值是连续不存在跳变的。

还包括对输入信号的处理方法，所述处理方法包括获取输入信号，并对输入信号按某一值进行归一化pi处理。

所述某一值为25736、25735、25734中任一数值。

本发明与现有技术相比，至少具有如下的优点和有益效果：

本方案将将相位值换算到三角域，在三角域做完算数平均后再通过ATAN（q/i）得到信号相位的算数平均值，其可有效的消除误差。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明实施例1的矢量图。

图2是本发明实施例2的仿真结果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，可知矢量a的相位值为+pi，矢量b的相位值为-3/4×Pi。先对相位取三角值后取平均值。cos（pi）= -1，cos(-3/4*pi)=-0.7071，对cos值取平均值即为-0.8536；sin（pi）=0，sin（-3/4*pi）=-0.7071，对sin值取平均值即为-0.3535。即信号d（-0.8536，-0.3535），再对d求相位值就可以得到矢量a和矢量b相位值的算数平均值。

实施例2

使用modesim+Debussy仿真，结果如图2所示，第一行和第二行均为输入信号，第三行为PhaseVid信号，第四行为PhaseDat信号，第五行为PhaseDat_cos信号，第六行为PhaseDat_sin信号，第七行为PhaseVid_cos_sin信号，第八行为PhaseDat_avage_cos信号，第九行为PhaseDat_avage_sin信号，第十行为PhaseVid_avage信号，第十一行为PhaseDat_avage信号。仿真中相位数据位数为16bit，其中3bit代表整数，即011.0010010001000=3.141=pi，因为二进制0110010010001000等于十进制25736，所以该仿真图中相位采用25736归一化pi；根据二进制标记的计算的不同，也可根据25735或25734归一化pi。

幅度数据位数为16bit，其中2bit代表整数，即01.00000000000000 = 1，因为二进制0100000000000000等于十进制16384，所以该仿真图中幅度采用16384归一化1。

如图2所示输入信号相位值分别为20000和-21999，输入信号相位分别按25736归一化pi，可知输入信号相位20000为0.7771*pi、-21999为-0.8548*pi，仿真图中信号相位值PhaseDat在PhaseVid为高时有效；如果对信号直接求算数平均结果就是-999.5即-0.0388*pi，该结果是个错误的结果，误差大。分别对输入相位值求cos得到的幅度值结果为分别为-12528和-14709，同样，幅度值PhaseDat_cos在PhaseVid_cos_sin为高时有效；输入信号相位求cos的幅度值的平均值为（-12528-14709）/2=-13619，对输入相位值求sin的幅度值为分别为10557和-7214，输入信号相位求sin的幅度值的平均值为1671，最后通过平均值计算atan（-13619/1671）=24736=0.9661pi，该值为输入信号0.7771pi和-0.8548pi的正确的相位平均结果值。

具体的在信号相位值消除抖动中，利用本方案的方法可有效的消除该误差。

上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。