वर्ग तरंग और साइन लहर संकेतों के बीच चरण का पता लगाना

Question

मेरे पास एक सर्किट है जिसमें एक डिजिटल स्क्वायर वेव इनपुट (पीएलडी, 1.8 वीपी द्वारा उत्पन्न) और एक साइन वेव आउटपुट (0.5 - 3.5 वीपी) है। दोनों संकेतों में 100kHz आवृत्ति है, हालांकि चरण अलग है।

इन दो संकेतों के बीच चरण अंतर का पता लगाने का एक अच्छा तरीका क्या है? अब तक मैंने देखा है कि फेज़ डिटेक्टर सभी डिजिटल या सभी एनालॉग सिग्नल के लिए हैं? क्या मेरे पास मिश्रित सिग्नल सर्किट के लिए एक है जैसे मेरे पास है?

अपडेट करें

चरण 1 डिग्री के साथ अंतर जानना मेरे आवेदन के लिए पर्याप्त है। आवृत्तियों को हमेशा एक दूसरे के सापेक्ष बंद कर दिया जाता है और कभी नहीं बदलता है। वर्गाकार तरंग एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स को संचालित करती है और एनालॉग्स साइन वेव का उत्पादन करते हैं जिसमें एएम मॉड्यूलेटेड सिग्नल होता है। हालांकि, वाहक के आयाम की तुलना में संकेत का आयाम बहुत कम है। उत्पादन परिवर्तनशीलता के कारण एनालॉग्स (कुछ हैंड-वाइंडेड इंडक्टर्स शामिल हैं) में चरण की इकाई परिवर्तनशीलता के लिए उच्च इकाई है, और मैं डीएसपी के लिए एक ऑटो-ट्यूनिंग विधि के साथ आने की कोशिश कर रहा हूं जो आउटपुट साइन लहर की प्रक्रिया करता है।

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चरण अंतर जानने के लिए आपको कितनी सही आवश्यकता है? और क्या आपको इसे एक बार के प्रयोग के रूप में या अपने सर्किट के चल रहे कार्य के हिस्से के रूप में करने की आवश्यकता है? क्या दो भाग वास्तव में आवृत्ति-लॉक एक साथ हैं (या एक सामान्य संदर्भ से अपनी आवृत्ति प्राप्त करते हैं) या क्या वे दोनों नाममात्र 100 kHz हैं?

— फोटॉन

Answer 1

डिजिटल संकेतों के लिए चरण का पता लगाना सबसे आसान है; यह मूल रूप से एक XOR गेट है। मैं साइन को एक वर्ग तरंग में परिवर्तित करूंगा। एक इनपुट पर एक तुलनित्र और दूसरे पर औसतन साइन (LPF) के साथ एक तुलनित्र फ़ीड, ताकि तुलनित्र 50% कर्तव्य चक्र वर्ग तरंग देता है। फिर एक डिजिटल चरण डिटेक्टर का उपयोग करें।

Comments

मैंने एक चौकोर तरंग से साइन लहर बनाने के लिए एक तुलनित्र का उपयोग करने पर विचार किया है, लेकिन समस्या यह है कि साइन लहर का आयाम 0.5 से 3.5 V रेंज के भीतर भिन्न हो सकता है। यह एक उत्पादन परिवर्तनशीलता है और इस तथ्य के बारे में मैं कुछ नहीं कर सकता। हालांकि, जीरो क्रॉस डिटेक्शन उस मामले में एक समाधान हो सकता है ... विचार करने लायक हो सकता है।

— udushu

@udushu - औसत एलपीएफ हल करता है। यह अलग-अलग आयाम और डीसी ऑफसेट की देखभाल करेगा।

— 14

@stevenvh, मुझे नहीं लगता कि एलपीएफ यह गारंटी देने के लिए पर्याप्त है कि इनपुट सिग्नल आयाम चरण माप को प्रभावित नहीं करता है। तुलनाकर्ताओं के पास फैलाव नामक एक संपत्ति होती है, जिसका अर्थ है कि इनपुट आयाम में बदलाव के कारण प्रसार में देरी होती है। यह एक तुलनित्र की तरह दिखता है जो बिना किसी मुआवजे के ओपी की जरूरतों को चरण त्रुटि (लगभग 40 ns) तक पूरा कर सकता है, जिसमें कम पर्याप्त फैलाव भी होना चाहिए; लेकिन इस उपयोग के लिए तुलनित्र चुनते समय यह जांचना एक महत्वपूर्ण बात होगी।

— फोटॉन

@ ThePhoton - आपको एक बिंदु मिल गया है, लेकिन जब मैंने जवाब दिया तो ओपी ने अपनी 1 ° सटीकता का उल्लेख नहीं किया। OTOH में 100 से अधिक ps फैलाव के साथ तुलनित्र हैं, जो 1 ° से बेहतर परिमाण के कुछ आदेश हैं।

— स्टिवन्व्ह

@ ThePhoton - ऐसा लगता है कि शून्य-क्रॉस तुलनित्र एक समाधान है। चर्चा के लिए धन्यवाद।

— udushu

Answer 2

चूंकि आप कहते हैं कि आपके पास साइन लहर को संसाधित करने वाला एक डीएसपी है, आप चरण को मापने के लिए एक जटिल फूरियर रूपांतरण का उपयोग कर सकते हैं (आपको ज्ञात आवृत्ति पर केवल डीएफटी का मूल्यांकन करने की आवश्यकता है)।

एक बिंदु एफ टी - यह वास्तव में बारीकी से क्या दही मिश्रण के बारे में सुझाव से संबंधित है है मिक्सर का एक प्रकार integrators या लो-पास फिल्टर द्वारा पीछा किया। अंतर यह है कि इसे जटिल डोमेन में करके (या एनालॉग एक में एक आईक्यू मिक्सर का उपयोग करके) आप जटिल आउटपुट के कोण को निर्धारित कर सकते हैं। केवल वास्तविक घटकों या केवल एक मिक्सर का उपयोग करना, आप अंतराल से नेतृत्व नहीं बता सकते हैं और आयाम संवेदनशीलता एक चुनौती से अधिक होगी।

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काश कि मैं कर पाता। इससे मुझे वर्तमान में होने वाली बहुत सारी समस्याओं का हल मिल जाएगा। दुर्भाग्य से, मुझे जो डीएसपी इस्तेमाल करना है वह 100kHz सिग्नल पर वास्तविक समय डीएफटी करने के लिए आवश्यक हॉर्सपावर के पास कहीं नहीं है।

— udushu

आपको केवल एक आवृत्ति बिन की गणना करनी है - न कि सामान्य # डिब्बे = # नमूने लोग एक फूरियर रूपांतरण के साथ। इसके अलावा, आपको कितनी बार चरण को मापना होगा? यदि आमतौर पर, असली सवाल यह है कि यदि आपका सिस्टम उस दर पर नमूना और स्टोर कर सकता है, न कि अगर वह उस पर प्रक्रिया कर सकता है।

— क्रिस स्ट्रैटन

डीएसपी को वर्तमान में 20kHz पर नमूने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है और केवल डिमोड्युलेटेड सिग्नल का नमूना लिया जा रहा है, न कि 100kHz वाहक। मुझे नहीं लगता कि मैं जिस विनम्र dsPIC33 का उपयोग कर रहा हूं, वह 100kHz सिग्नल का बिल्कुल नमूना ले सकेगा।

— udushu

@udushu एक त्वरित खोज बताती है कि dsPIC एक megasample / सेकंड के बारे में करने में सक्षम हो सकता है। लेकिन अगर एनालॉग बैंडविड्थ पर्याप्त है और आप आवृत्ति जानते हैं, तो आप जानबूझकर अंडरसिंपलिंग को उजागर और शोषण कर सकते हैं।

— क्रिस स्ट्रैटन

Answer 3

यह मानते हुए कि दोनों इनपुट संकेतों के आयाम स्थिर हैं (यदि उन्हें AGC सर्किट द्वारा स्थिर नहीं बनाया जा सकता है) तो आप चरण डिटेक्टर के रूप में एक मिक्सर (गुणक) का उपयोग कर सकते हैं:

यदि संकेत चरण में हैं तो आउटपुट सकारात्मक होगा।
यदि संकेत चरण से 180 ° बाहर हैं तो आउटपुट नकारात्मक होगा।
अन्य चरण के अंतर के लिए आउटपुट उन मूल्यों के बीच कहीं होगा।

एग फेज डिटेक्शन का उल्लेख डेटाशीट में एनालॉग म्यूट्लिपियर आईसी AD633 के अनुप्रयोगों में से एक के रूप में किया गया है ।