一种异频相位重合模糊区特征脉冲检测系统及检测方法_3

文档序号:9348842阅读:来源:国知局
标延迟器和与门电路模块;
模糊区双边特征脉冲变为模糊区单边特征脉冲的实现方法如下:
模糊区双边特征脉冲经第二差分游标延迟器进行差分游标延迟,其相位将延迟一个延迟分辨率大小,其中模糊区边沿右侧的脉冲簇因延迟而被溢出模糊区,进而模糊区双边特征脉冲变为模糊区单边特征脉冲,模糊区宽度减小了一半。将模糊区单边特征脉冲信号作为时频多参数测量时的闸门信号,其时频多参数测量的精度将提高2-3量级。
[0020]所述的第三差分游标延迟器,用于对第二差分游标延迟器输送的模糊区单边特征脉冲进行高分辨差分游标延迟,使第二差分游标延迟器输送的模糊区单边特征脉冲变为能够触发计数闸门且比模糊区单边特征脉冲更窄的模糊区单边特征脉冲,称为模糊区单边特征窄脉冲;然后将产生的模糊区单边特征极窄脉冲输送至非门电路模块;其中,高分辨差分游标延迟是指两路数字信号同时进入两路长度不同的延迟链,两路延迟链的长度差表示延迟分辨率,两路延迟链的长度差越小,延迟分辨率越高,通过对两路延迟链长度差的类似长度游标式的调整,即可获得系统的高测量分辨率。
[0021]模糊区单边特征极窄脉冲的实现方法如下:
模糊区单边特征脉冲经第三差分游标延迟器进行差分游标延迟,其相位将延迟一个延迟分辨率大小,模糊区脉冲整体向右侧移动,模糊区脉冲边沿脉冲因延迟而被溢出模糊区,进而模糊区单边特征脉冲宽度变小,成为模糊区单边特征极窄脉冲。
[0022]所述的非门电路模块,用于对第三差分游标延迟器输送的模糊区单边特征极窄脉冲进行相位取反,并将生成的相位取反后的模糊区单边特征极窄脉冲输送至与门电路模块;
所述的与门电路模块,用于将第二差分游标延迟器输送的模糊区单边特征脉冲和非门电路模块输送的相位取反后的模糊区单边特征极窄脉冲进行与逻辑处理,并将模糊区单边特征脉冲和模糊区单边特征极窄脉冲相位重合的部分作为最终输出的最佳模糊区特征脉冲。
[0023]本发明所述的异频相位重合模糊区特征脉冲检测方法,包括以下步骤:
A:利用FPGA模块内部的锁相环作为频率源并分频产生1MHz频率信号和10.23MHz频率信号分别输送至模糊区脉冲产生电路;
B:利用模糊区脉冲产生电路,对FPGA模块输送的1MHz频率信号和10.23MHz频率信号分别进行滤波、模拟信号处理和信号电平标准转换,将输入的两路频率信号经滤波后转换为两路数字信号;然后对两路数字信号实现信号电平标准转换,以产生足够的电压以驱动后级电路;再将经电平标准转换的两路数字信号进行精细延时,并对经精细延时后的两路数字信号进行相位同步检测,最终输出两路数字信号的模糊区脉冲,并将两路数字信号的模糊区脉冲分别输送至第一差分游标延迟器和异或门电路模块;
C:利用第一差分游标延迟器,用于对模糊区脉冲产生电路输出的模糊区脉冲进行延迟实现相位调整,使延迟后的模糊区脉冲与原模糊区脉冲在相位或时间上后移若干延迟分辨率,然后将延迟调整后的模糊区脉冲信号传输到异或门电路模块;
D:利用异或门电路模块,将模糊区脉冲产生电路传输的模糊区脉冲和第一差分游标延迟器传输的延迟调整后的模糊区脉冲进行异或处理,在相位延迟宽度位置上产生模糊区双边特征脉冲,然后将产生的模糊区双边特征脉冲传输至第二差分游标延迟器;
E:利用第二差分游标延迟器,对异或门电路模块输送的模糊区双边特征脉冲进行脉冲宽度调整,使模糊区双边特征脉冲变为模糊区单边特征脉冲;然后将产生的模糊区单边特征脉冲分别输送至第三差分游标延迟器和与门电路模块;
F:利用第三差分游标延迟器,对第二差分游标延迟器输送的模糊区单边特征脉冲进行高分辨差分游标延迟,使第二差分游标延迟器输送的模糊区单边特征脉冲变为能够触发计数闸门且比模糊区单边特征脉冲更窄的模糊区单边特征脉冲,称为模糊区单边特征窄脉冲;然后将产生的模糊区单边特征极窄脉冲输送至非门电路模块;
G:利用非门电路模块,对第三差分游标延迟器输送的模糊区单边特征极窄脉冲进行相位取反,并将生成的相位取反后的模糊区单边特征极窄脉冲输送至与门电路模块;
H:利用与门电路模块,将第二差分游标延迟器输送的模糊区单边特征脉冲和非门电路模块输送的相位取反后的模糊区单边特征极窄脉冲进行与逻辑处理,并将模糊区单边特征脉冲和模糊区单边特征极窄脉冲相位重合的部分作为最终输出的最佳模糊区特征脉冲。
[0024]本发明中,第一差分游标延迟器、第二差分游标延迟器和第三差分游标延迟器均由FPGA内部的固定延迟单元组成,由双路差分延迟链构成。由于固定延迟单元的延迟量稳定,由其构成的第一差分游标延迟器、第二差分游标延迟器和第三差分游标延迟器也具有很高的稳定度。对于异频相位重合产生的模糊区,利用由固定延迟单元组成的差分游标延迟器进行延迟,极大地保证了模糊区边沿被延迟位置的稳定性。这种稳定的延迟位置所产生的脉冲在作为计数闸门的开、关触发信号,能够可大幅度提高时频多参数测量的可靠性。
[0025]在复杂频率关系或大频率差异频率关系下,模糊区的形成是随机的,模糊区的宽度是变化的,理论上若以此模糊区为基础建立测量闸门,其测量精度不易保证。在实际的异频相位重合脉冲检测中,精密时频多参数的测量主要依赖于模糊区的恒定性以及模糊区以群周期为间隔的重复性或严格同步性,影响测量精度的主要因素是模糊区内促使闸门开关的触发脉冲的随机性。由于固定延迟单元的延迟量代表了延迟的最小量值,被称为延迟分辨率。超高稳定度的延迟分辨率可以有效形成稳定、规律且宽度极窄的相位重合模糊区,避免了模糊区以及闸门开关触发脉冲的随机性,也就是说,延迟分辨率的稳定性保证了闸门开关信号在不同时刻所造成的测量误差的一致性,即闸门开关信号的严格同步性,正是这种严格同步性消除了由于系统硬件的不一致性和不匹配性所带来的误差,使得时频多参数测量精度的大幅度提高在物理可实现性上成为可能,从而使本发明极大地提高了时频多参数测量的精度。
【主权项】
1.一种异频相位重合模糊区特征脉冲检测系统,其特征在于:包括FPGA模块、模糊区脉冲产生电路、第一差分游标延迟器、异或门电路模块、第二差分游标延迟器、第三差分游标延迟器、非门电路模块和与门电路模块; 所述的FPGA模块,用于利用FPGA模块内部的锁相环作为频率源并分频产生1MHz频率信号和10.23MHz频率信号分别输送至模糊区脉冲产生电路; 所述的模糊区脉冲产生电路,用于对FPGA模块输送的1MHz频率信号和10.23MHz频率信号分别进行滤波、模拟信号处理和信号电平标准转换,将输入的两路频率信号经滤波后转换为两路数字信号;然后对两路数字信号实现信号电平标准转换,以产生足够的电压以驱动后级电路;再将经电平标准转换的两路数字信号进行精细延时,并对经精细延时后的两路数字信号进行相位同步检测,最终输出两路数字信号的模糊区脉冲,并将两路数字信号的模糊区脉冲分别输送至第一差分游标延迟器和异或门电路模块; 所述的第一差分游标延迟器,用于对模糊区脉冲产生电路输出的模糊区脉冲进行延迟实现相位调整,使延迟后的模糊区脉冲与原模糊区脉冲在相位或时间上后移若干延迟分辨率,然后将延迟调整后的模糊区脉冲信号传输到异或门电路模块; 所述的异或门电路模块,用于将模糊区脉冲产生电路传输的模糊区脉冲和第一差分游标延迟器传输的延迟调整后的模糊区脉冲进行异或处理,在相位延迟宽度位置上产生模糊区双边特征脉冲,然后将产生的模糊区双边特征脉冲传输至第二差分游标延迟器; 所述的第二差分游标延迟器,用于对异或门电路模块输送的模糊区双边特征脉冲进行脉冲宽度调整,使模糊区双边特征脉冲变为模糊区单边特征脉冲;然后将产生的模糊
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