[发明专利]信号相干检测的共时钟定时方法

说明书

本发明涉及一种使待测信号与参考信号完全同步的相干检测方法。

目前，在一个由发送设备(或装置)和接收设备(或装置)构成的发送接收系统中，接收设备检测由发送设备通过介质发送过来的信号，此信号的波形和频率由置于发送设备中的定时时钟确定。为了实现待测信号的相干检测目的，发送设备同时也将接收设备需要的与待测信号同频的参考信号通过某种方式直接从发送设备传输过来(一般为不共地传输)供接收设备使用。接收设备接收到的待测信号就是以该参考信号的前沿为起点开始被采样或被转换，但对采样控制信号采样脉冲的定时或对控制转换时间的定时却是由接收设备中的另一个定时时钟决定的。因此当这两个定时时钟有定时误差时(由于晶体振荡器的精度有限，此种误差不可避免的存在)，接收设备中被量化或被转换后的待测信号的重复周期已与被量化或被转换前的信号周期不相等，这样就给信号的相干检测带来误差。所以这是一种由定时误差即由分别处于发送设备和接收设备中的两个时钟误差引起的不精确的相干检测方法可称为不完全同步相干检测。例如目前广泛应用的激电仪(如F-1多参数频谱激电仪)、瞬变电磁仪(如用GDP-16进行瞬变电磁测深时)等仪器中都采用这种不完全同步相干检测。

本发明的目的是提供一种实现信号完全同步相干检测方法，以克服上述有两个定时时钟存在引起定时误差而造成的相干检测误差。

本发明将接收设备中对采样控制信号采样脉冲定时或控制转换信号的定时时钟去掉，而将观测系统中发送设备形成的发送信号(供接收设备测量)的定时时钟信号通过光电耦合或变压器耦合或发射天线直接传输给接收设备，代替接收设备的定时时钟，实现发送设备发送信号的定时和接收设备采样控制信号的定时或控制转换信号的定时共用一个定时时钟。发送设备的定时时钟信号也可适当分频使其频率为接收设备中的采样控制信号频率的倍数后传输给接收设备作采样控制信号的定时时钟。

本发明适合于由发送设备和接收设备构成的观测系统的信号相干检测。

与现有使用两个定时时钟的相干检测方法相比，本发明具有以下特点：

由于实现发送设备发送信号的定时和接收设备采样控制信号的定时或控制转换信号的定时共用一个定时时钟，使待测信号被量化或转换后的数据重复周期与量化或转换前的待测信号周期完全相等，提高信号相干检测的精度，从而实现信号完全同步相干检测。

采用共时钟信号完全同步相干检测方法可以在接收设备中实现与待测信号完全同步的精密采样，即在任何确定的采样间隔内都不会出现采样数据不足或过剩的情况，从而可以获得待测信号的精确富利叶变换结果。

采用共时钟信号完全同步相干检测方法可以在接收设备中形成共时钟定时的与待测信号同频的富利叶变换波形对待测信号进行精确的模拟富利叶变换。

采用共时钟定时信号完全同步相干检测方法可以在接收设备中形成共时钟定时的与待测信号完全同步的检波信号实现对待测信号的完全同步检测或全波与半波精密整流。

采用共时钟定时信号完全同步相干检测方法可以实现待测信号为多频复合波的完全同步相干检测。    

附图说明：

图1．发送设备中的时钟信号通过光电耦合传输给接收设备的电原理图；

图2．发送设备中的时钟信号通过变压器耦合传输给接收设备的电原理图；

图3．发送设备中的时钟信号通过天线发射传输给接收设备的电原理图。

下面根据附图对本发明作进一步的说明：

1．如图1所示，发送设备的时钟信号1-1或经过分频器F适当分频后的时钟信号(其频率为接收设备中采样控制信号的倍数)，一方面送往CPU用来形成向地下或向被测物体发送信号的波形和频率的定时时钟，由此时钟形成的发送信号通过电极A、B发送出去被接收设备接收成为待测信号，另一方面又通过开关K送至由三极管3DG12、光电转换器3N33的发光二极管与电阻R1、R2、R3组成的放大器放大，并被发光二极管将信号转换成光信号，此信号被3N33中的光敏三极管(电阻R4为其负载电阻)接收并被放大形成接收设备采样控制信号的定时时钟1-2，供相干检测电路1-3定时，待测信号由接收电极M、N进入接收设备中的相干检测电路。

电路中接收设备部分的相干检测电路分别换成同步采样电路、模拟乘法器、半波或全波整流电路、双频或多频复合波转换电路则可分别实现精确富利叶变换、模拟富利叶变换、完全同步检测或全波与半波精密整流、双频或多频复合波的完全同步相干检测，获得高精度检测结果。