一种时域信号优化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种时域信号优化系统，其特征在于：包括高稳参考源、分频器、检波放大器、积分器、倍频器、仿真激励源发生器、频稳测试仪、策略控制器和中央处理器；所述高稳参考源的高稳参考信号输出端连接到所述分频器的信号输入端，所述检波放大器的信号输出端连接到所述积分器；所述积分器输出的鉴相信号输出给所述中央控制器；所述倍频器的另一路倍频信号输出给所述仿真激励源发生器，所述仿真激励源发生器在所述中央控制器的控制下输出仿真信号给所述频稳测试仪；所述频稳测试仪在所述中央控制器的使能作用下输出仿真测试结果到外部PC。

A time domain signal optimization system

The invention relates to a signal optimization system, which comprises a high stability reference source, frequency divider, detection amplifier, integrator, frequency multiplier, simulation of excitation source generator, frequency stability tester, controller and CPU; high stability reference signal output of the high stable reference source is connected to the the signal input end of the frequency divider, the detection signal output end of the amplifier is connected to the integrator; the integrator output phase signal output to the central controller; another frequency signal output of the multiplier to the simulation of source excitation generator, the excitation generator output signal simulation simulation to the frequency stability test in the control of the central controller; the frequency stability tester in the central controller can make the output under the action of the simulation results to the external PC.

【技术实现步骤摘要】
一种时域信号优化系统
本专利技术涉及信号处理领域，具体涉及一种时域信号优化系统。
技术介绍
时域和频域是信号的基本性质，这样可以用多种方式来分析信号，每种方式提供了不同的角度。解决问题的最快方式不一定是最明显的方式，用来分析信号的不同角度称为域。时域频域可清楚反应信号与互连线之间的相互影响。时域是真实世界，是惟一实际存在的域。因为我们的经历都是在时域中发展和验证的，已经习惯于事件按时间的先后顺序地发生。而评估数字产品的性能时，通常在时域中进行分析，因为产品的性能最终就是在时域中测量的。系统在一定的输入下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。由于时域分析是直接在时间域中对系统进行分析的方法，所以时域分析具有直观和准确的优点。系统输出量的时域表示可由微分方程得到，也可由传递函数得到。时域分析在初值为零时，一般都利用传递函数进行研究，用传递函数间接的评价系统的性能指标。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提出一种时域信号优化系统。本专利技术为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种时域信号优化系统，包括高稳参考源、分频器、检波放大器、积分器、倍频器、仿真激励源发生器、频稳测试仪、策略控制器和中央处理器；所述高稳参考源的高稳参考信号输出端连接到所述分频器的信号输入端，所述中央控制器输出的同步参考信号和倍频器输出的倍频信号均通过所述分频器结合高稳参考信号输出给所述检波放大器，所述检波放大器受控于所述策略控制器，所述策略控制器受控于所述中央控制器；所述检波放大器的信号输出端连接到所述积分器；所述积分器输出的鉴相信号输出给所述中央控制器；所述倍频器的另一路倍频信号输出给所述仿真激励源发生器，所述仿真激励源发生器在所述中央控制器的控制下输出仿真信号给所述频稳测试仪；所述频稳测试仪在所述中央控制器的使能作用下输出仿真测试结果到外部PC。进一步的，还包括时间常数发生器模块，所述时间常数发生器模块适于分别产生应用于检波放大器及积分器的RC时间常数；所述时间常数发生器模块受控于所述策略控制器。进一步的，所述倍频器包括第一DDS模块、第一滤波模块、第二DDS模块和第二滤波模块；中央控制器中包括处理器，并且处理器XTAL端与第一DDS模块、第二DDS模块的RefClk端接入同一时钟源的频率信号，以保证时离同步；处理器在外部时钟输入端作为工作时的时钟参考基础上，分别产生三路相位关系可调整的方波信号，其中一路键控调频信号送至第一DDS模块的FSK键控调频输入端口实现调频、一路同步参考信号用作同步鉴相、一路判断用信号用作锁定检测。进一步的，第一DDS模块在外部时钟基准输入端作为工作时的参考时钟基础上，通过处理器与第一DDS模块间的串行时序通讯，第一DDS模块根据FSK端处理器送来的方波键控调频方波信号的高、低电平状态分别选取内部频率控制寄存器中处理器输入的倍频调制数值预置频率作为输出，从而产生带调制的频率信号输出；处理器通过串行通讯时序，将同样的分频数值传递给第二DDS模块，产生不带调制的频率信号输出。进一步的，所述仿真激励源发生器包括第三DDS模块和第三滤波模块，处理器根据串行时序通讯，将相应的初始化输出频率数值传递给第三DDS模块，从而得到仿真激励源发生器频率信号输出。附图说明下面结合附图对本专利技术的时域信号优化系统作进一步说明。图1是本专利技术中时域信号优化系统的结构及工作原理框图；图2是倍频器和仿真激励源发生器的结构及工作原理框图；图3是各信号波形示意图；图4是策略方案图。具体实施方式根据图1所示，本专利技术中的时域信号优化系统，包括高稳参考源、分频器、检波放大器、积分器、倍频器、仿真激励源发生器、频稳测试仪、策略控制器和中央处理器。高稳参考源的高稳参考信号输出端连接到分频器的信号输入端，中央控制器输出的同步参考信号和倍频器输出的倍频信号均通过分频器结合高稳参考信号输出给检波放大器，检波放大器受控于策略控制器，策略控制器受控于中央控制器；检波放大器的信号输出端连接到积分器；积分器输出的鉴相信号输出给中央控制器；倍频器的另一路倍频信号输出给仿真激励源发生器，仿真激励源发生器在中央控制器的控制下输出仿真信号给频稳测试仪；频稳测试仪在中央控制器的使能作用下输出仿真测试结果到外部PC。图1中F0为高稳参考源的原始频率、，分别为高稳参考源分频频率与仿真激励发生器输出频率。，，，，分别为高稳参考源、检波放大器、积分器、仿真激励发生器和倍频器输出端的误差。M为倍频系数，为检波放大器鉴频斜率，为仿真激励发生器的压控斜率。1/（1+STh）为等效RC滤波器的环路传递函数，其中S为复数傅立叶频率,Th为RC时间常数。A和Ti分别为积分器的放大倍数与时间常数，在这里，为实现图1的仿真，我们加入了时间常数发生器模块，它由电阻与电容式多级串并联回路构成，用以产生不同的RC时间常数，并应用于图1中检波放大器的Th及积分器的Ti。在图1的积分器中，为简化仿真情况，我们有意设置积分器的放大倍数A为无穷大，当A很大时可以近似认识积分器的传递函数为1/STi。定义：(1)则图1的仿真系统开环增益为：（2）仿真激励源发生器的稳态输出频率可表示为：(3)系统在环路工作达到稳态后，通常有G(s)》１，所以（3）式可写出为：（4）从（4）式可见，在理想状态下仿真激励源发生器的稳态输出频率应等于高稳定参考源分频后频率值有一倍数关系：（5）1、倍数关系为实现图1及公式（5）中理论表达的仿真激励源发生器的稳态输出频率应与高稳定参考源频率值间的倍数关系，并且上述关系是一个动态平衡的，我们需要通过图1中的中央处理器来协调整个系统的工作，在此暂时定义此项任务参数为X，后面会详细阐述。2、时间常数公式（5）及上述X参数的设定是理论的，因为在实际的图1构成的PLL锁相环路中，由于高稳参考源自身的频差和PLL环路中各部分的误差存在，图1的输出频率与其标称值总有一定偏差。仿真激励发生器端的偏离和老化、积分器零点漂移、倍频器相位变化等都可能产生这种偏差。所有项的长期漂移都可能造成输出频率的老化现象，成为附加噪声。为减小上述电子线路部分的误差应尽量提高开环增益G(s)。为仿真方便起见，我们在专利中统一的将图1中的，，，，各项误差设为固定值。为提高图1仿真系统的性能，理论上讲应尽可能使开环增益G(s)变大，使公式（2）中的分子变大，但实际上G0应有极限。一般认为系统的阻尼系数不应小于0.5，那么（6）那么方便起见，我们设定G0=1，同时使Th=Ti。实现的方法是：（1）、通过图1中的中央控制器分别设置检波放大器、仿真激励发生器、倍频器的、、M，使等于1；（2）、通过图1中的中央控制器分别设置检波放大器、积分器对应的时间常数Th=Ti。通过上述设置后，公式（2）表述的图1仿真系统的开环增益为：（7）3、仿真系统Q值减小时间常数Th，按照式（7）确实增大了仿真系统的开环增益，这是有利于系统性能的，这也同时增大环路滤波器带宽fh。图1高稳参考源相当于一个鉴频器，当其长期漂移可以忽略时，我们假定其幂律谱噪声公式为：（8）理论情况下的图1环路工作在线性状态，若可以认为仿真激励发生器与高稳参考源功率谱密度（Sy(f)ＯＳＣ与Sy(f)ＲＥＦ）完全不相关，则图1系统输出功率谱密度可以表示为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时域信号优化系统，其特征在于：包括高稳参考源、分频器、检波放大器、积分器、倍频器、仿真激励源发生器、频稳测试仪、策略控制器和中央处理器；所述高稳参考源的高稳参考信号输出端连接到所述分频器的信号输入端，所述中央控制器输出的同步参考信号和倍频器输出的倍频信号均通过所述分频器结合高稳参考信号输出给所述检波放大器，所述检波放大器受控于所述策略控制器，所述策略控制器受控于所述中央控制器；所述检波放大器的信号输出端连接到所述积分器；所述积分器输出的鉴相信号输出给所述中央控制器；所述倍频器的另一路倍频信号输出给所述仿真激励源发生器，所述仿真激励源发生器在所述中央控制器的控制下输出仿真信号给所述频稳测试仪；所述频稳测试仪在所述中央控制器的使能作用下输出仿真测试结果到外部PC。

【技术特征摘要】
1.一种时域信号优化系统，其特征在于：包括高稳参考源、分频器、检波放大器、积分器、倍频器、仿真激励源发生器、频稳测试仪、策略控制器和中央处理器；所述高稳参考源的高稳参考信号输出端连接到所述分频器的信号输入端，所述中央控制器输出的同步参考信号和倍频器输出的倍频信号均通过所述分频器结合高稳参考信号输出给所述检波放大器，所述检波放大器受控于所述策略控制器，所述策略控制器受控于所述中央控制器；所述检波放大器的信号输出端连接到所述积分器；所述积分器输出的鉴相信号输出给所述中央控制器；所述倍频器的另一路倍频信号输出给所述仿真激励源发生器，所述仿真激励源发生器在所述中央控制器的控制下输出仿真信号给所述频稳测试仪；所述频稳测试仪在所述中央控制器的使能作用下输出仿真测试结果到外部PC。2.根据权利要求1所述时域信号优化系统，其特征在于：还包括时间常数发生器模块，所述时间常数发生器模块适于分别产生应用于检波放大器及积分器的RC时间常数；所述时间常数发生器模块受控于所述策略控制器。3.根据权利要求1所述时域信号优化系统，其特征在于：所述倍频器包括第一DDS模块、第一滤波模块、第二DDS模块和第二滤波模...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰慧，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42