信號(hào)倍頻電路、方法及所適用的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種信號(hào)倍頻技術(shù)，特別是涉及一種信號(hào)倍頻電路、方法及所適用的 設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 信號(hào)倍頻技術(shù)主要應(yīng)用于諧波測(cè)量，其技術(shù)領(lǐng)域涉及電能質(zhì)量、變頻器、發(fā)動(dòng)機(jī)、 開關(guān)電源、新能源領(lǐng)域。例如，發(fā)射機(jī)采用倍頻器后可使主振器振蕩在較低頻率，以提高頻 率穩(wěn)定度。調(diào)頻設(shè)備用倍頻器來增大頻率偏移。在相位鍵控通信機(jī)中，倍頻器是載波恢復(fù) 電路的一個(gè)重要組成單元。穩(wěn)定的、低諧波泄漏的倍頻器能夠提高所在設(shè)備的工作質(zhì)量。
[0003] 目前，倍頻器主要有模擬倍頻和數(shù)字倍頻兩種。模擬倍頻技術(shù)雖然具有精度高的 有點(diǎn)，但是對(duì)于一些低頻信號(hào)來說，使用模擬倍頻技術(shù)需要較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間，更甚者還無法 進(jìn)行鎖定。數(shù)字倍頻計(jì)數(shù)雖然解決了模擬倍頻響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，但是，將模擬信號(hào)數(shù)字化 處理必然帶來誤差，使得倍頻后的信號(hào)在諧波泄露方面不夠理想。
[0004] 隨著大頻段范圍的信號(hào)倍頻設(shè)備的應(yīng)用越來越多，平衡兩種倍頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提 高倍頻器所在設(shè)備的精度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員所要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種信號(hào)倍頻電路、方法 及所適用的設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中大頻段范圍內(nèi)對(duì)信號(hào)倍頻處理無法滿足高精度要求 的問題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種信號(hào)倍頻電路，其中，所述信號(hào) 倍頻電路包含信號(hào)輸入端，還包括：與所述信號(hào)輸入端相連的頻率判定控制單元，包括：判 定輸入端、第一選通端、第二選通端、第三選通端、第四選通端、和第一輸出端、第二輸出端， 其中，所述判定輸入端和第一選通端與所述信號(hào)輸入端相連，所述第一選通端和第二選通 端所接收的信號(hào)從所述第一輸出端予以輸出，所述第三選通端和第四選通端所接收的信號(hào) 從所述第二輸出端予以輸出；所述頻率判定控制單元用于將所述輸入信號(hào)的頻率與預(yù)設(shè)的 閾值進(jìn)行比較，在確定所述輸入信號(hào)的頻率大于所述閾值時(shí)，控制所述第一選通端和第三 選通端選通，在確定所接收的輸入信號(hào)的頻率小不大于所述閾值時(shí)，控制所述第二選通端 和第四選通端選通；與所述信號(hào)輸入端、第二選通端相連的數(shù)字倍頻單元，用于將所述信號(hào) 輸入端所輸入的輸入信號(hào)的周期進(jìn)行整數(shù)倍的計(jì)數(shù)采樣，并根據(jù)所述輸入信號(hào)的周期調(diào)整 所述采樣信號(hào)的周期，將調(diào)整后的采樣信號(hào)進(jìn)行倍頻處理并輸至所述第二選通端；與所述 第一輸出端、第二輸出端相連的模擬鎖相環(huán)，其中，所述模擬鎖相環(huán)的輸出端還與所述第四 選通端相連，用于根據(jù)所述第二輸出端所輸出的信號(hào)對(duì)所述第一輸出端所輸出的信號(hào)進(jìn)行 模擬的倍頻處理；與所述模擬鎖相環(huán)的輸出端相連的分頻器，用于按照預(yù)設(shè)的倍頻倍數(shù)對(duì) 所接收的信號(hào)進(jìn)行分頻處理，并輸出至所述第三選通端。
[0007] 優(yōu)選地，所述數(shù)字倍頻單元包括：與所述信號(hào)輸入端相連的計(jì)數(shù)測(cè)頻器，用于根據(jù) 預(yù)設(shè)的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)所述信號(hào)輸入端所輸出的輸入信號(hào)的周期進(jìn)行整數(shù)倍的計(jì)數(shù)采樣，以得 到對(duì)應(yīng)所述輸入信號(hào)的周期的采樣信號(hào)，并將所述采樣信號(hào)予以輸出；與所述信號(hào)輸入端 和計(jì)數(shù)測(cè)頻器相連的倍頻信號(hào)發(fā)生器，用于按照所述輸入信號(hào)的周期對(duì)所述計(jì)數(shù)測(cè)頻器所 輸出的采樣信號(hào)進(jìn)行同步確認(rèn)，當(dāng)確認(rèn)某一周期不同步時(shí)，調(diào)整相應(yīng)周期內(nèi)的采樣信號(hào)中 的時(shí)鐘信號(hào)的脈沖寬度，并將倍頻后的信號(hào)輸出至所述第二選通端。
[0008] 優(yōu)選地，所述頻率判定控制單元包括：通過所述計(jì)數(shù)測(cè)頻器與所述信號(hào)輸入端相 連的頻率判定器，用于將所述計(jì)數(shù)測(cè)頻器所輸出的采樣信號(hào)的頻率與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比 較，并將比較結(jié)果予以輸出；與所述頻率判定器相連的選通模塊，用于在所述頻率判定器所 輸出的比較結(jié)果為大于所述閾值時(shí)，控制所述第一選通端和第三選通端選通，在所述頻率 判定器所輸出的比較結(jié)果為不大于所述閾值時(shí)，控制所述第二選通端和第四選通端選通。
[0009] 優(yōu)選地，所述選通模塊包括：第一選通器包括：與所述頻率判定器相連的控制端、 所述第一選通端、第二選通端和第一輸出端；以及第二選通器包括：與所述頻率判定器相 連的控制端、所述第三選通端、第四選通端和第二輸出端，其中，所述第一輸出端和第二輸 出端分別連接所述模擬鎖相環(huán)的兩個(gè)輸入端。
[0010] 優(yōu)選地，所述頻率判定控制單元、數(shù)字倍頻單元、分頻器集成在FPGA或CPLD中。
[0011] 優(yōu)選地，所述閾值為20Hz。
[0012] 基于上述目的，本發(fā)明還提供一種包含信號(hào)倍頻的設(shè)備，其中，所述設(shè)備中包含如 上任一所述的信號(hào)倍頻電路。
[0013] 基于上述目的，本發(fā)明還提供一種信號(hào)倍頻的方法，應(yīng)用于信號(hào)倍頻電路中，其 中，所述信號(hào)倍頻電路包括：模擬鎖相環(huán)、與所述模擬鎖相環(huán)的輸出端相連的分頻器、和數(shù) 字倍頻單元，所述方法包括：接收待倍頻的輸入信號(hào)，并確定所述輸入信號(hào)的頻率；將所確 定頻率與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，在確定所述輸入信號(hào)的頻率大于所述閾值時(shí)，令所述輸入 信號(hào)和所述分頻器按照倍頻倍數(shù)所分頻后的信號(hào)輸至所述模擬鎖相環(huán)，以進(jìn)行信號(hào)倍頻處 理，以及在確定所接收的輸入信號(hào)的頻率不大于所述閾值時(shí)，令所述輸入信號(hào)輸至所述數(shù) 字倍頻單元，由所述數(shù)字倍頻單元將所述輸入信號(hào)的周期進(jìn)行整數(shù)倍的計(jì)數(shù)采樣，并根據(jù) 所述輸入信號(hào)的周期調(diào)整所述采樣信號(hào)的周期，將調(diào)整后的采樣信號(hào)進(jìn)行倍頻處理并予以 輸出；在所述輸入信號(hào)通過所述數(shù)字倍頻單元進(jìn)行信號(hào)倍頻處理后，所述信號(hào)倍頻的方法 還包括：將數(shù)字倍頻后的信號(hào)輸至所述模擬鎖相環(huán)，以進(jìn)行濾波處理。
[0014] 優(yōu)選地，所述數(shù)字倍頻單元中包含計(jì)數(shù)測(cè)頻器，則確定所述輸入信號(hào)的頻率的方 式包括：
[0015] 將所述輸入信號(hào)輸至所述計(jì)數(shù)測(cè)頻器，以便所述計(jì)數(shù)測(cè)頻器對(duì)所述輸入信號(hào)進(jìn)行 整數(shù)倍采樣后所輸出的采樣信號(hào)，并將所述采樣信號(hào)的頻率作為所述輸入信號(hào)的頻率。
[0016] 優(yōu)選地，所述數(shù)字倍頻單元還包括：與所述計(jì)數(shù)測(cè)頻器相連的倍頻信號(hào)發(fā)生器； 所述根據(jù)所述輸入信號(hào)的周期調(diào)整所述采樣信號(hào)的周期的方式包括：所述倍頻信號(hào)發(fā)生器 按照所述輸入信號(hào)的周期對(duì)所述計(jì)數(shù)測(cè)頻器所輸出的采樣信號(hào)進(jìn)行同步確認(rèn)，當(dāng)確認(rèn)某一 周期不同步時(shí)，調(diào)整相應(yīng)周期內(nèi)的采樣信號(hào)中的時(shí)鐘信號(hào)的脈沖寬度，并將倍頻后的信號(hào) 輸出至所述模擬鎖相環(huán)。
[0017] 如上所述，本發(fā)明的信號(hào)倍頻電路、方法及所適用的設(shè)備，具有以下有益效果：通 過對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行頻率高低的判別，將頻率較低的輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字倍頻，以解決模擬倍 頻對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行倍頻處理時(shí)的耗時(shí)過長(zhǎng)的問題，將頻率較高的輸入信號(hào)進(jìn)行模擬倍頻， 以解決數(shù)字倍頻對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行倍頻處理時(shí)的易產(chǎn)生諧波泄露的問題，同時(shí)利用二者在各 自頻段的優(yōu)勢(shì)來解決大頻段輸入信號(hào)無法高精度倍頻的問題。
【附圖說明】
[0018] 圖1顯示為本發(fā)明的信號(hào)倍頻電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2顯示為本發(fā)明的信號(hào)倍頻電路的一種優(yōu)選方案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖3顯示為本發(fā)明的信號(hào)倍頻方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0022] 請(qǐng)參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用 以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可 實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào) 整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技 術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種信號(hào)倍頻電路。所述信號(hào)倍頻電路1可以應(yīng)用在任 何需要信號(hào)倍頻的設(shè)備中，所述設(shè)備可以是用于進(jìn)行諧波監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，或者電能質(zhì)量 分析儀等。所述信號(hào)倍頻電路1包括：頻率判定控制單元12,數(shù)字倍頻單元11、模擬鎖相環(huán) 13和分頻器14。
[0024] 所述頻率判定控制單元12與所述信號(hào)輸入端相連，所述頻率判定控制單元12包 括：判定輸入端、第一選通端、第二選通端、第三選通端、第四選通端、和第一輸出端、第二輸 出端，其中，所述判定輸入端和第一選通端與所述信號(hào)輸入端相連，所述第一選通端和第二 選通端