一种构建同源数字参考信号的电场式时栅信号处理方法

作者：康成蓥; 郭艳梅; 于治成; 蒲红吉; 樊星辰

来源：重庆理工大学学报：自然科学, 2023, 37(07): 161-168.

DOI：10.3969/j.issn.1674-8425(z).2023.07.018

• 电场式时栅
• 信号处理
• 时间测量
• 多相时钟采样

提出了一种电场式时栅信号相位变化测量的新方法。利用时栅感应信号频率固定不变、相移2π后回到相位初始点的特性，将基于高频脉冲的计数器作为时间测量尺，且时间测量尺满量程测量时间等于感应信号周期变化时间，通过多重相位时钟采样对时间刻度进行了细分。感应信号相位周期移动时，其对应时间测量尺上的读数呈现周期性变化。该方法基于时栅感应信号的固有特点，避免了因构建实体参考信号导致的时间基准不一致、信号偏斜、边沿抖动等造成的测量误差，以及对多重相位时钟采样性能的限制，进一步提升了测量稳定性和分辨率。通过设计基于FPGA芯片的时栅信号处理系统，并在120对极的电场式圆时栅传感器上对该优化方法进行了可行性测试，传感器稳定性达到0.405″,较之前提升近3倍，理论分辨率和实际分辨率分别为0.135″和0.54″,较之前提升约2倍。

• 单位
  重庆理工大学; 合肥工业大学