[发明专利]通过抖动减少谐波失真

说明书

数字信号生成假定基频(相对于原始相位角指定的频率)在所有相关时间都等于载波频率。但这会导致输出到每个阵列元件换能器的数字信号出现误差。因此，有必要开发一种能够使用自由选择幅度和相位来产生数字信号的信号生成系统。这用于产生基本上无误差的信号，该信号保持相对于恒定基频的幅度和相位，同时允许载波频率变化。

在先申请

本申请要求享有2019年10月13日提交的第62/914,487号美国临时专利申请的的优先权，其通过引用全部结合至此。

在先申请，即2019年10月12日提交的第16/600,496号美国申请号，其通过引用全部结合至此。

技术领域

本发明一般涉及信号处理，该信号处理产生基本上无误差的信号，该信号保持相对于恒定基频的振幅和相位，同时允许载波频率变化。

背景技术

载波频率在本文中定义为输出数字信号脉冲的相应瞬时频率。基频在本文中被定义为由不动或恒定相位信号描述的中心频率。众所周知，信号中的任何相位变化也构成频移。在这种情况下，这是通过载波频率偏离基频来实现的。为了保持与用于相控阵元件的输入的兼容性，该方法的输入数据被认为是脉宽调制的相位和占空比。这是相对于作为基频的固定源的稳定参考信号来测量的。

相控阵系统依赖于产生精确的载波频率来运行。为了简化系统，通常假设在所有相关时间发射载波频率，以便可以将系统视为时不变的。这种时间不变性对于将阵列元件换能器的输入信号视为复数值是必要的。

在所有相关时间生成具有给定相位偏移的恒定频率脉宽调制(PWM)数字信号是微不足道的。但是改变相控阵系统的状态通常涉及改变元件的相位角，这违反了时不变性要求。这会导致许多副作用，包括频率变化。由于数字信号生成假定基频(相对于指定原始相位角的频率)在所有相关时间都等于载波频率，这会导致输出到每个阵列元件换能器的数字信号出现误差。因此，有必要开发一种能够使用自由选择幅度和相位来产生数字信号的信号生成系统。这用于产生基本上无误差的信号，该信号保持相对于恒定基频的幅度和相位，同时允许载波频率变化。

发明内容

生成表示为高阶多项式插值评估的相位上采样的硬件高效方法是新颖的。

其目的是产生一个尊重并正确解释频率变化的PWM输出，同时还保留绝对相位和相位变化。在不失一般性的情况下，这种技术也可以用相位延迟来重述，该相位延迟从所述技术的角度产生“符号翻转”。

附图说明

附图与下面的详细描述一起被并入并构成说明书的一部分，其中类似的附图标记在各个单独的视图中指代相同或功能相似的元件，用于进一步说明包括所要求保护的发明的概念的实施例，并解释这些实施例的各种原理和优点。

图1显示了具有3/2基频的系统的几何行为。

图2显示了具有精确基频的系统的几何行为。

图3显示了相对于基频具有缓慢增加相位的系统的几何行为。

图4显示了相对于基频具有任意相位角函数的系统的几何行为。

图5A-5D显示了用于25％占空比线性相位和所公开方法的占空比实现的关键参数的可视化。

图6A-6D显示了所公开方法的75％占空比线性相位和占空比实现的关键参数的可视化。

本领域普通技术人员将理解，图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大以帮助提高对本发明实施例的理解。

装置和方法组件在附图中适当地由常规符号表示，仅示出与理解本发明的实施例相关的那些特定细节，以避免用本领域普通技术人员容易理解的细节来掩盖本发明。

具体实施方式