Bài báo trình bày về phương pháp dồn pha được dùng trong một Oxilo PC để nâng cao khả năng khôi phục dạng tín hiệu cũng như đo đạc các tham số. Với phương pháp này không chỉ khôi phục được những tín hiệu có tần số thỏa mãn điều kiện Nyquist mà ngay cả những tín hiệu có tần số lớn hơn thậm chí lớn hơn nhiều lần tần số Nyquist. Cùng tham khảo bài viết sau đây để biết thêm chi tiết.
TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ CÁC TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT SỐ 74 - 2009 PHƢƠNG PHÁP DỒN PHA TRONG OXILO PC PHASE FLUSH METHOD IN OSCILLOCOPE PC Phạm Văn Bình Nguyễn Trường Thọ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Cơng ty Active-semi TĨM TẮT Bài báo trình bày phương pháp dồn pha dùng Oxilo PC để nâng cao khả khôi phục dạng tín hiệu đo đạc tham số Với phương pháp không khôi phục tín hiệu có tần số thỏa mãn điều kiện Nyquist mà tín hiệu có tần số lớn chí lớn nhiều lần tần số Nyquist Bài gồm có phần chính: Đưa cơng thức tốn học dùng để tính tốn số lượng mẫu số chu kỳ dùng để dồn, phụ thuộc vào sai số tần số, mối tương quan tần số tín hiệu tần số lấy mẫu Trình bày năm bước thuật tốn dồn pha Kết phương pháp dồn pha ứng dụng oxilo PC thực tế khôi phục tín hiệu có tần số lớn tần số Nyquist, kết luận thực phương pháp dồn pha thực tế ABSTRACT This article presents the phase flush method used in an oscilloscope PC for increasing ability of restoring signal, also of measuring parameters With this method, we can restore signals whose frequencies satisfy the Nyquist conditions, including signals with frequency greater or much greater than the Nyquist frequency The article consists of three main parts: A mathematical formula to calculate quantity of samples and cycles to collect, depending on the errors of frequency and the correlation between signal frequency and sampling frequency fundamental steps of the phase flush algorithm Results of the phase flush method in the application of a real oscilloscope PC to restore signal with frequency greater than the Nyquist frequency, and conclusions about implementing the method in practice đề tần số tín hiệu khơng ổn định tần số lấy mẫu gặp phải sai số Khi số mẫu dồn nhiều chu kỳ tín hiệu, việc dồn pha lúc có ảnh hưởng giống việc điều chế góc có độ di pha lớn, độ sai lệch tín hiệu lớn (theo tài liệu [3]) Nên thực thiết kế oxilo PC (thiết bị hiển thị dạng thông số tín hiệu có ghép nối với máy tính), việc thực dồn pha, dồn mẫu số khung phù hợp định, khung tương ứng với chu kỳ thời gian tín hiệu Để xác định số khung, số mẫu dồn ứng với lượng sai số tần số tín hiệu, phần II đưa cơng thức tốn học mối tương quan số lượng mẫu dùng để dồn với mức sai số tần số mối tương quan tần số tín hiệu tần số lấy mẫu I ĐẶT VẤN ĐỀ Bài báo [1] trình bày, phương pháp dồn pha thực chất việc đưa mẫu chu kỳ khác chu kỳ với mục đích lấy thêm thơng tin tín hiệu, đặc biệt vùng biến thiên nhanh Trong trường hợp lý tưởng (tần số lấy mẫu tần số tín hiệu khơng có sai số), với phương pháp này, việc đo hiển thị tín hiệu khơng bị hạn chế mối tuơng quan tần số tín hiệu tần số lấy mẫu, số chu kỳ tín hiệu dùng để dồn khơng hạn chế Điều có nghĩa với tần số lấy mẫu thấp ta đo hiển thị tín hiệu có tần số lớn, mức độ giới hạn tần số đo phụ thuộc mạch đầu vào lấy mẫu.Tuy nhiên trường hợp thực tế phương pháp dồn pha gặp vấn 84 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ CÁC TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT SỐ 74 - 2009 Tiếp đưa bước cần thực thuật toán dồn pha Phần III đưa kết sử dụng phương pháp oxilo PC thực tế, kết luận sử dụng phương pháp dồn pha thực tế (Một số sở toán học lý thuyết tham khảo [2], [4]) Khỏang thời gian mẫu sau T dồn: Nm Để khôi phục xác tín hiệu sau dồn mẫu, sai số vị trí gặp phải sau dồn phải thỏa mãn điều kiện: II THUẬT TOÁN DỒN PHA TRONG TRƢỜNG HỢP THỰC TẾ SN f 2.1 Sự phụ thuộc số mẫu dồn với sai số tần số mối tƣơng quan tần số lấy mẫu tần số tín hiệu Để xác định số khung số mẫu dồn có sai số tần số, gọi sai số tần số tín hiệu a%, tần số tín hiệu Fth (khi khơng có sai số, lý a T TN m T lm 50 T 2Nm Nm tưởng), Fth' tần số tín hiệu thực tế (khi có sai (1) 25 F lm a F th Từ biểu thức (1) ta có nhận xét:thấy số mẫu dùng để dồn tỷ lệ nghịch với F sai số tỷ lệ thuận với tỷ số lm Điều Fth có nghĩa là, sai số tần số tín hiệu lớn số mẫu dùng để dồn nhỏ số mẫu dùng để dồn lớn tần số lấy mẫu lớn so với tần số tín hiệu Khi số mẫu có sau dồn lớn tín hiệu khơi phục xác Trên hình thể phụ thuộc số mẫu dùng để dồn, tỷ số tần số lấy mẫu tần số tín hiệu, sai số tần số tín hiệu Fth' a(%)= % Fth số), T chu kỳ tín hiệu khơng có sai số (lý tưởng), T ' chu kỳ tín hiệu có sai số (thực tế), ta có: a Fth' Fth 1 100 1 100 T' T a Fth 100 a Fth 1 100 S sai số lớn hai chu kỳ cạnh : 100 100 S = max T 1 , T 1 100 + a 100 - a a a = max T ,T 100 - a 100 + a =T T 2Nm 200a 200a =T 100 a 100 a 1002 a Do a