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用相位推算法实现瞬时测频

王伟旭  
【摘要】: 电子战促使瞬时测频技术从上世纪70年代发展起来以后,经过许多人的努力,瞬时测频技术已经衍生出很多种实现方法。其中最经典的方法为延迟线鉴相法。其主要思想是把一个单频信号分为两路,两路信号的时间延迟不同,存在一定的时间差。我们都知道,对于一个正弦信号来说,时间延迟意味着相位滞后,把这两路信号经过鉴相器检测出它们之间的相位差,再结合已知的延迟时间差,即可以建立一个频率和延迟时间之间的关系。但是,在电子测量技术中,对于一个被测量通常都是通过一个电信号的幅度来进行量化,因此,信号的相位应当转化为一个信号的幅度信息才能实现测量,在延迟线鉴相法中,鉴相器充当了这一角色。 尽管延迟线鉴相法是一种经典的方法,但是测量精度已经难以满足要求。于是,人们把目光转向数字算法。因为随着半导体技术和电子计算机的发展,用电子计算机或者单板机甚至单片机都可以实现越来越复杂的数字算法。并且数字算法在测量精度方面有非常明显的优势。人们开发出许多的数字算法来实现频率测量,但是这些数字算法因为受到其算法本身的限制,或者是受到器件水平的限制,测量的瞬时性不如模拟的方法。 尽管经典的延迟线鉴相法存在很多不能令人满意的地方。但是它含盖了瞬时测频技术的基本思想。那就是“频率-相位-幅度”这一基本的过程,延迟线实现了“频率-相位”的转换,而鉴相器实现了“相位-幅度”的转换。几乎所有的瞬时测频方法(包括数字算法)都遵循这一思想。 本论文从系统的角度考虑,把目前比较主流的一些瞬时测频方法和数字算法都做了简单的介绍。而注意力主要集中在数字算法实现瞬时测频上,重点讨论了采用相位推算法实现瞬时测频的方案。 本论文的内容主要包含了基本的瞬时测频方法介绍、相位推算法的性能分析和仿真和瞬时测频的实现三部分。其中第一、二章作为一般原理,介绍了瞬时测频的基本方法。第三章是本课题实现的方案论证。第四章介绍了相位推算法的原理和仿真结果。第五、六章讨论了瞬时测频模块的具体实现。


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