[发明专利]一种基于脉冲中心的同步锁相方法

说明书

本发明公开了一种基于脉冲中心的同步锁相方法，包括：对输入的被锁信号sig1进行滤毛刺处理，得到平滑的整形信号sig2；对整形信号sig2和经延时程序控制得到的锁相延时信号spll2进行数字鉴相处理，得到输入信号和输出信号的相位误差信号C_PD；整形信号sig2的频率和锁相延时信号spll2的频率相等时，环路被锁定。本发明利用光耦等低成本的整形电路输出的脉冲信号中心相对原正弦信号的相位是稳定的特性，以脉冲中心为跟踪目标，解决了脉冲变化沿对应信号相位的不确定问题，实现了信号相位的准确跟踪和同步；在工频过零点同步过程中，通过对延时处理中的延时进行设置，将可得到实际过零点信号，锁相准确可靠。

技术领域

本发明涉及通信和工控信号处理技术，尤其是一种基于脉冲中心的同步锁相方法，可以对输入的数字脉冲信号锁相跟踪并产生同步倍频信号。

背景技术

在通信、仪器仪表、自动控制等领域中，各种信号处理、控制需要同步于某一输入信号来进行，在当前电力线通信过程中，尤其是同一电力线介质的多节点通信，时钟信号的同步及通信窗口的精确开启对多通信终端节点的通信质量至关重要，行业内一般以电力线过零点作为同步信号。过零检测电路广泛应用于电力线载波通信，此类电路绝大部分是基于光耦设计的，由于光耦中发光二极管的导通电压随不同器件型号、工作环境变化而变化，使得脉冲变化沿与实际对应的正弦电压信号相位也是变化的。

公开号为CN1337802A的中国专利文件公开了一种数字锁相方法，该方法对输入的被锁信号进行数字鉴相，得到相位误差信号，对其进行处理，得到比例控制参数和积分控制参数，将两者相加得到控制参数，在控制参数的控制下，对时钟信号进行数字控制频率合成，得到同步倍频信号。该方法介绍了数字锁相系统的设计方法，在锁相范围、跟踪速度和稳定性上具有良好的性能，但是仍然不能消除因光耦中发光二极管的导通电压随不同器件型号、随工作环境变化而变化的问题，仍存在脉冲变化沿与实际对应的正弦电压信号相位不确定的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于脉冲中心的同步锁相方法，克服现有数字锁相方法的不足，利用光耦等低成本的整形电路输出的脉冲信号中心相对原正弦信号的相位是稳定的特性，以脉冲中心为跟踪目标，解决脉冲变化沿对应信号相位的不确定问题，实现信号相位的准确跟踪和同步。

为了解决上述问题，本发明提供一种基于脉冲中心的同步锁相方法，包括以下步骤：

S100、对输入的被锁信号sig1进行滤毛刺处理，得到平滑的整形信号sig2；

S200、对整形信号sig2和经延时程序控制得到的锁相延时信号spll2进行数字鉴相处理，得到输入信号和输出信号的相位误差信号C_PD；所述数字鉴相处理包括：基于鉴相时钟信号clk1对整形信号sig2上升沿到锁相延时信号spll2 上升沿进行计数，获得计数值为C1(n)；基于鉴相时钟信号clk1对锁相延时信号spll2上升沿到整形信号sig2下降沿进行计数，获得计数值为C2(n)；以 (C1(n)-C2(n))作为整形信号sig2的正脉冲中心鉴相输出；基于鉴相时钟clk1 对整形信号sig2下降沿到锁相延时信号spll2下降沿进行计数，获得计数值为 C3(n)，基于鉴相时钟信号clk1对锁相延时信号spll2下降沿到整形信号sig2 上升沿进行计数，获得计数值为C4(n)；以(C3(n)-C4(n))作为整形信号sig2的负脉冲中心鉴相输出，(C1(n)-C2(n))和(C3(n)-C4(n))作为鉴相误差输出相位误差信号C_PD；

S300、相位误差信号C_PD经过锁相控制得到控制信号Nc；控制信号Nc在可控振荡器的控制下得到同步倍频信号sdco，同步倍频信号sdco的一部分作为输出信号，另一部分反馈到M倍分频器；