DE102006062518A1 - Input signal's phase regulating method for digital demodulator, involves replacing controlled variable by modified controlled variable in range between basic and upper threshold values on reaching and/or falling below lower threshold value - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Phasenregelung mit den oberbegrifflichen Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 oder 8 bzw. auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The The invention relates to a method for phase control the preamble features according to claim 1 or 8 or to a device for performing of such a procedure.
Beispielsweise werden in digitalen Demodulatoren Phasenregelkreise eingesetzt. Im Rahmen einer Phasenregelung mittels eines solchen Phasenregelkreises wird üblicherweise eine Phase eines Eingangssignals abhängig von einer phasenfehlerabhängigen Regelgröße geregelt, wobei die Regelgröße auf einen Bereich zwischen einem oberen Schwellenwert oberhalb eines Basiswerts und einem unteren Schwellenwert unterhalb des Basiswerts begrenzt wird. Die Regelgröße wird dabei abhängig von Phasenfehlern aufeinander folgender Datenwerte des Eingangssignals ermittelt. Dazu wird in den Phasenregelkreis zur Phasenregelung üblicherweise eine Messeinrichtung verwendet, welche z. B. als CORDIC, das heißt als ein Koordinaten-Rotator, realisiert ist.For example Phase locked loops are used in digital demodulators. In the context of a phase control by means of such a phase locked loop becomes common a phase of an input signal is regulated as a function of a phase error-dependent controlled variable, where the controlled variable to a Range between an upper threshold above an underlying and a lower threshold below the underlying becomes. The controlled variable is dependent phase errors of successive data values of the input signal determined. For this purpose, in the phase-locked loop for phase control usually a Measuring device used, which z. B. as CORDIC, that is as a Coordinate rotator, realized.
Die
[x1]Bildung des Phasenfehlers Φe wird dabei üblicherweise durch eine Differenz
eines Soll-Werts Φsoll und eines Ist-Werts Φist der
Phase des Eingangssignals gebildet gemäß
In
einem Integrator eines Reglers wird dieser Phasenfehler Φe zu der Regelgröße RI akkumuliert. Ein Ausgangswert
des Reglers wird als die Regelgröße RI einer
Stellvorrichtung zugeführt,
welche die momentane Phase des Eingangssignals, das heißt den Ist-Wert Φist, rotiert. Eine entsprechende zeitliche Folge
von Integrator-Zuständen
eines solchen Reglers als Regelgrößenfolge RI(n) der Regelgröße RI ergibt
sich durch Summation eines Anfangszustands der Regelgröße RI0 zu
Üblicherweise wird der Wertebereich des Integrators vom Betrag her auf einen Maximalwert beschränkt. Entsprechend ist die Regelgröße RI auf einen Bereich zwischen einen oberen Schwellenwert RImax oberhalb eines Basiswerts und einen unteren Schwellenwert –RImax unterhalb des Basiswerts begrenzt. In einem Regelsystem, in dem eine solche Limitierung erfolgt, können aufgrund der Mehrdeutigkeit der Phase Mitkoppel-Situationen eintreten, die dazu führen, dass der Akkumulator in der Limitierung "festhängt". Dies führt dazu, dass die Regelung nicht mehr auf den Basiswert bzw. den Soll-Wert Φsoll erfolgt sondern im Bereich des Schwellenwerts hängen bleibt. In einem solchen Fall, bei dem die Regelung in einem ungewünschten Regelzustand verharrt, muss über äußere Eingriffe auf den Phasenregelkreis mittels beispielsweise einer Systemsteuereinrichtung ein Neustart der Regelung veranlasst werden, indem beispielsweise die Akkumulation ausgehend vom Anfangszustand der Regelgröße RI0 neu gestartet wird[x2].Usually, the value range of the integrator is limited in magnitude to a maximum value. Accordingly, the controlled variable RI is limited to a range between an upper threshold RI max above an underlying and a lower threshold -Ri max below the base value. In a control system in which such a limitation occurs, due to the ambiguity of the phase, coupling situations may occur which cause the accumulator to "hang" in the limitation. This leads to the fact that the control is no longer based on the base value or the setpoint value Φ soll but gets stuck in the range of the threshold value. In such a case, in which the control remains in an undesired control state, external control of the phase-locked loop by means of a system control device, for example, must initiate a restart of the control, for example by restarting the accumulation starting from the initial state of the controlled variable RI 0 [x2]. ,
Möglich [x3]ist
gemäß einem
weiteren Ansatz zur Regelung eine Erweiterung des Regelbereiches
der Regelgröße RI für einen
Proportionalregler. Einem Proportionalregler wird bereits immer
direkt ohne eine Integration eine Phasendifferenz zugeführt. In
Phasenregelkreisen ist die Regelgröße RI modular.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Phasenregelung vorzuschlagen, welche ein robusteres Fangverhalten ermöglichen und ein Verharren in Regelzuständen, insbesondere ein Verharren im Schwellwertbereich verhindert.The The object of the invention is a method and a device to propose for the phase control, which allow a more robust fishing behavior and a stay in control states, in particular a persistence in the threshold range prevented.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zur Phasenregelung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 oder 8 bzw. durch die Vorrichtung zur Phasenregelung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.These Task is solved by the method for phase control with the features according to claim 1 or 8 or by the device for phase control with the features according to claim 18. Advantageous embodiments are the subject of dependent claims.
Bevorzugt [x6]wird demgemäss insbesondere ein Verfahren zur Phasenregelung, bei dem eine Phase eines Eingangssignals abhängig von einer Phasenfehler-abhängigen Regelgröße geregelt wird, wobei die Regelgröße auf einen Bereich zwischen einem oberen Schwellenwert oberhalb des Basiswerts und einen unteren Schwellenwert unterhalb des Basiswerts begrenzt wird und wobei die Regelgröße bei Erreichen und/oder Überschreiten des oberen Schwellenwerts ersetzt wird durch eine modifizierte Regelgröße im Bereich zwischen dem Basiswert und dem unteren Schwellenwert oder dessen Betrag und/oder die Regelgröße bei Erreichen und/oder Unterschreiten des unteren Schwellenwerts ersetzt wird durch eine modifizierte Regelgröße im Bereich zwischen dem Basiswert und dem oberen Schwellenwert.Preferably, [x6] is accordingly particularly a phase control method in which a phase of an input signal is controlled in response to a phase error dependent controlled variable, wherein the controlled variable is limited to a range between an upper threshold above the base value and a lower threshold below the base value and wherein the control variable when reaching and / or exceeding the upper threshold value is replaced by a modified control variable in the range between the base value and the lower threshold or its amount and / or the control variable is replaced when reaching and / or falling below the lower threshold value by a modified control variable in the range between the base value and the upper threshold.
Die Regelgröße kann beim Ersetzen umgebrochen werden, indem anstelle eines den oberen bzw. den unteren Schwellenwert zumindest erreichenden momentanen Wertes der Regelgröße ein Wert einer momentanen neuen Regelgröße eingesetzt wird, welcher dem Wert des anderen unteren Schwellenwerts bzw. oberen Schwellenwerts entspricht.The Controlled variable can be wrapped when replacing by replacing the upper or the lower threshold at least reaching the current value the controlled variable is a value used a current new control variable which is the value of the other lower threshold or upper Threshold.
Die
Regelgröße kann
beim Ersetzen umgebrochen werden, indem von dem momentanen Wert der
Regelgröße ein Wert
abgezogen bzw. indem zu dem momentanen Wert der Regelgröße ein Wert
hinzuaddiert wird, welcher dem maximalen Wertebereich des Regelbereichs
entspricht. Die Regelgröße wird
beim Ersetzen insbesondere umgebrochen gemäß
Die Regelgröße kann beim Ersetzen umgebrochen werden, indem eine Addition im Zweier-Komplement ausgeführt wird. Vorzugsweise entspricht dabei RImax – 1 dem größten positiven Wert in der Zweier-Komplement-Darstellung entspricht. Dies führt in einer Umsetzung mittels einer Hardwareschaltung dazu, dass die vom Integralanteil des Reglers kommende Stellgröße sofort in ihrem Vorzeichen invertiert wird. Dadurch wird aus einer potentiell instabilen Mitkoppel-Situation ein stabiler Gegenkopplungszustand erzwungen.The rule variable can be wrapped at replacement by performing an addition in two's complement. Preferably, RI max - 1 corresponds to the largest positive value in the two's complement representation. In a conversion by means of a hardware circuit, this leads to the fact that the manipulated variable coming from the integral component of the controller is inverted immediately in its sign. As a result, a stable negative feedback state is forced out of a potentially unstable positive feedback situation.
Die Schwellenwerte müssen bevorzugt nicht identisch mit den Grenzwerten eines zulässigen maximalen Wertebereichs gesetzt werden sondern können auch kleiner als solche Grenzwerte des zulässigen maximalen Wertebereichs gesetzt werden.The Thresholds must preferably not identical to the limits of a permissible maximum Value range can be set but can also be smaller than such Limits of the permissible maximum value range.
Bevorzugt wird auch eigenständig ein Verfahren zur Phasenregelung, bei dem eine Phase eines Eingangssignals abhängig von einer Phasenfehler-abhängigen Regelgröße geregelt wird, wobei die Regelgröße auf einen Bereich zwischen einem oberen Schwellenwert oberhalb eines Basiswerts und einen unteren Schwellenwert unterhalb des Basiswerts begrenzt wird und wobei eine Anzahl von Modulo-Umbrüchen gezählt und limitiert wird. Statt eines einfachen Integrators, welcher die Differenzen aufeinanderfolgender Eingangswerte dx(n) aufsummiert, wird somit lediglich die Anzahl der Modulo-Umbrüche gezählt und limitiert, während der eigentliche Datenwert x(n) nicht integriert und gespeichert wird.Prefers also becomes independent a phase control method in which a phase of an input signal dependent from a phase error dependent Controlled variable is, the controlled variable to a Range between an upper threshold above an underlying and limits a lower threshold below the Underlying and where a number of modulo breaks are counted and limited. Instead of a simple integrator, which calculates the differences of successive ones Input values dx (n) added up, so only the number the modulo breaks counted and limited, while the actual data value x (n) is not integrated and stored becomes.
Ein eigentlicher Datenwert wird somit vorteilhaft nicht integriert und nicht gespeichert. Phasenumbrüche können erfasst werden und die Regelgröße, insbesondere ein Proportionalanteil der Regelgröße kann bei jedem Erfassen eines Phasenumbruchs limitiert werden. Die Regelgröße oder ein Proportionalanteil der Regelgröße kann dabei auf einfache Art und Weise bei jedem Erfassen eines Phasenumbruchs limitiert und um 2π bzw. um –2π erweitert werden.One actual data value is thus advantageously not integrated and not saved. phase breaks can be captured and the controlled variable, in particular a proportional part of the controlled variable can be detected every time be limited to a phase change. The controlled variable or a proportional component of the controlled variable can be simple Way limited each time a phase change is detected and by 2π or be extended by -2π.
Ein solches Verfahren wird insbesondere dann verwendet, wenn davon ausgegangen wird, dass aufeinanderfolgende Phasen um weniger als den halben Regelbereich, insbesondere um weniger als π voneinander abweichen.One such method is used in particular if it is assumed is that successive phases by less than half Control range, in particular by less than π differ from each other.
Der obere Schwellenwert und/oder der untere Schwellenwert kann auf ein Vielfaches eines halben zulässigen Wertebereichs gesetzt werden. Der obere Schwellenwert und/oder der untere Schwellenwert kann insbesondere auf ein Vielfaches einer Zweierpotenz des halben zulässigen Wertebereichs gesetzt werden.Of the upper threshold and / or lower threshold can be set to Many times half a permissible one Value range are set. The upper threshold and / or the lower threshold may in particular be a multiple of a power of two half the permissible Value range are set.
Die
Regelgröße kann
gebildet werden durch Summation eines Anfangszustands der Regelgröße RI0 zu
Die Regelgröße kann optional nach einem den eigentlichen momentanen Wert ersetzenden Wert durchführenden Regelvorgang temporär entweder den durch den Regelvorgang angesteuerten oberen Schwellenwert überschreiten oder den durch den Regelvorgang angesteuerten unteren Schwellenwert unterschreiten.The Controlled variable can optionally after a value replacing the actual instantaneous value performing Control process temporary either exceed the upper threshold set by the control process or fall below the lower threshold controlled by the control process.
Die Regelgröße kann beim Ersetzen umgebrochen werden, indem anstelle eines den oberen bzw. den unteren Schwellenwert zumindest erreichenden momentanen Wertes der Regelgröße ein Wert einer momentanen neuen Regelgröße eingesetzt wird, welcher dem Wert des anderen unteren Schwellenwerts bzw. oberen Schwellenwerts entspricht.The control variable can be wrapped during replacement by at least errei instead of one of the upper and the lower threshold At the instantaneous value of the control variable, a value of a current new control variable is used, which corresponds to the value of the other lower threshold value or upper threshold value.
Eigenständig vorteilhaft ist eine Vorrichtung zur Phasenregelung mittels des Verfahrens nach dem zweiten Ansatz mit einem Umbruchzähler zum Erfassen von Phasenumbrüchen, einer Begrenzungsanordnung Begrenzen der Regelgröße bei jedem Erfassen eines Phasenumbruchs und einem Multiplikator zum Multiplizieren eines derart begrenzten Wertes mit dem Betrag oder einem Vielfachen des Betrags des halben möglichen Regelbereichs[x7].Independently advantageous is a phase control device by the method of second approach with a break counter for detecting phase changes, a Limiting arrangement Limit the controlled variable with each entry of a Phase break and a multiplier to multiply a such limited value with the amount or a multiple of the Amount of half possible Control range [x7].
Die beiden Ansätze zielen somit auf die beiden zueinander verschiedenen Einstellparameter, den zulässigen Maximalwert bzw. die zulässige Phasendifferenz, einer Phasenregelung ab, wobei eine Kombination der beiden Ansätze besonders vorteilhaft ist.The both approaches thus aim at the two mutually different setting parameters, the permissible Maximum value or the permissible Phase difference, a phase control starting with a combination the two approaches is particularly advantageous.
Bereitgestellt wird somit ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung oder Schaltungsanordnung, mit welchen ein Phasenregelkreis für insbesondere digitale Demodulatoren optimiert wird, indem erstens verhindert wird, dass der Phasenregelkreis in Regelzuständen verharrt, die er nicht mehr ohne äußere Eingriffe über z. B. die Systemsteuereinrichtung verlassen kann, und indem zweitens ein robusteres Fangverhalten ermöglicht wird.Provided Thus, a method or a device or circuit arrangement, with which a phase locked loop for in particular digital demodulators is optimized by, firstly, prevents the phase locked loop in control states he remains, he no longer without external intervention on z. B. leave the system controller, and secondly enables more robust fishing behavior becomes.
Ein Ausführungsbeispiel mit verschiedenen Ausführungsformen wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:One embodiment with different embodiments will be explained below with reference to the drawings. Show it:
Bei dem beispielhaft dargestellten Verlauf der Abfolge von Werten der Regelgröße RI, das heißt dem Integrator-Inhalt eines entsprechenden Phasenregelkreises, läuft die Regelgröße RI in die "falsche" Richtung, das heißt beispielhaft zum oberen Schwellenwert RImax hin. Prinzipiell besteht bei Erreichen dieses oberen Schwellenwerts RImax die Gefahr, dass bei ungünstigen Umständen der Eingangsregelgröße, das heißt des Ist-Werts Φist, der Integrator und somit die Regelgröße RI in der Limitierung, welche durch den oberen Schwellenwert RImax gebildet wird, hängen bleibt ohne jemals auf den richtigen Soll-Wert Φsoll zu kommen.In the illustrated example of the sequence of values of the controlled variable RI, that is, the integrator content of a corresponding phase locked loop, the controlled variable RI runs in the "wrong" direction, that is, for example, the upper threshold RI max out. In principle, upon reaching of this upper threshold value RI max is the risk that under unfavorable circumstances the input controlled variable, i.e. the actual value of Φ, the integrator and hence the controlled variable RI in the limitation, which is formed by the upper threshold RI max, depend stays without ever getting to the correct target value Φ should come.
Um
die Gefahr eines Hängenbleibens
zu verhindern, wird bei Erreichen und/oder Überschreiten des oberen Schwellenwerts
RImax ein Umbruch der Phase durchgeführt, wie
dies anhand
Der Umbruch kann auf einfache Art und Weise dadurch erfolgen, dass in der Phasenregelung bzw. im Integrator anstelle des den oberen Schwellenwert RImax erreichenden oder überschreitenden momentanen Wertes der Regelgröße RIx im Integrator der Wert als momentane neue Regelgröße RIx' eingesetzt wird, welcher dem Wert des unteren Schwellenwerts –RImax oder eines sonstigen Werts in dem Bereich zwischen dem Sollwert Φsoll und dem unteren Schwellenwert –RImax entspricht.The break can be carried out in a simple manner by using the value as the instantaneous controlled variable RI x 'in the integrator instead of the instantaneous value of the controlled variable RI x reaching or exceeding the upper threshold RI max corresponds to the value of the lower threshold - R max or other value in the range between the setpoint Φ soll and the lower threshold - R max .
Besonders
bevorzugt wird dabei eine Verfahrensweise, bei welcher von dem momentanen
Wert der Regelgröße RIx ein Wert abgezogen wird, welcher dem insbesondere
maximalen Wertebereich 2·RI
des Regelbereichs entspricht. Beispielhaft ist dies in
Bei
einer solchen Verfahrensweise wird somit einer Mitkoppelsituation
dadurch begegnet, dass der Integratorzustand beim Überschreiten
des Schwellenwerts um seinen gesamten Wertebereich umbricht. Das
heißt,
dass folgende nichtlineare Operation durchgeführt wird:
Entsprechend wird auch das erreichen bzw. Unterschreiten des unteren Schwellenwerts –Rimax berücksichtigt.Accordingly, reaching or falling below the lower threshold value -Ri max is also taken into account.
In einer Hardware-Realisierung eines derartigen Regler-Integrators kann ein solches Verhalten vorzugsweise durch eine Addition im Zweier-Komplement ausgeführt werden, wobei RImax – 1 dem größten positiven Wert in der Zweier-Komplement-Darstellung entspricht. Dies führt dazu, dass die vom Integralanteil des Reglers kommende Stellgröße sofort in ihrem Vorzeichen invertiert wird. Dadurch wird aus einer potentiell instabilen Mitkoppel-Situation ein stabiler Gegenkopplungszustand erzwungen.In a hardware implementation of such a controller integrator, such a behavior may preferably be carried out by an addition in two's complement, where RI max - 1 corresponds to the largest positive value in the two's complement representation. As a result, the manipulated variable coming from the integral component of the controller is inverted immediately in its sign. As a result, a stable negative feedback state is forced out of a potentially unstable positive feedback situation.
Unabhängig von der Verwendung fester Schwellenwerte können auch variable Schwellenwerte festgelegt werden. Theoretisch möglich ist dabei auch, die Schwellenwerte nicht identisch mit den Grenzwerten des zulässigen maximalen Wertebereichs zu setzen sondern kleiner als solche Grenzwerte des zulässigen maximalen Wertebereichs zu definieren[x8].Independent of The use of fixed thresholds can also provide variable thresholds be determined. Theoretically possible is also not, the thresholds are not identical to the limits the permissible maximum value range but smaller than such limit values the permissible maximum range of values [x8].
Nachfolgend wird die Regelung eines Proportionalreglers als eigenständig vorteilhaft umsetzbares Konzept oder als mit dem vorstehenden Ansatz kombinierbaren Konzept beschrieben. Ausgegangen wird dabei von dem Gedanken, dass ein Umbruch nicht zu groß werden darf, da sonst eine zu große Phasendifferenz entsteht, weshalb anstelle des Umbruchs gemäß dem vorstehenden Konzept die Limitierung eingesetzt wird. Da ein Proportionalregler keinen Speicher oder Integrator hat, werden Umbrüche gezählt.following the control of a proportional controller is advantageous as independent implementable concept or as combinable with the above approach Concept described. The starting point is the idea that a change does not become too big may, otherwise too big Phase difference arises, which is why instead of the change in accordance with the above Concept the limitation is used. As a proportional controller has no memory or integrator, breaks are counted.
Der Regelbereich des Proportionalreglers lässt sich erweitern, wenn die Voraussetzung, dass aufeinander folgende Phasen um weniger als den halben Regelbereich, das heißt π, voneinander abweichen, als erfüllt angesehen werden kann. In diesem Fall können Phasenumbrüche erkannt werden. Im Falle eines positiven Phasenumbruchs würde die Regelgröße um +2π und im Fall eines negativen Phasenumbruchs um –2π erweitert. Im Fall einer QPSK-Modulation (QPSK Quadratur Phase Shift Keying) ist die Mehrdeutigkeit der Phase, das heißt der Modulo-Bereich, lediglich π/2.Of the Control range of the proportional controller can be extended if the Prerequisite that successive phases by less than half Control range, ie π, from each other depart than fulfilled can be viewed. In this case, phase breaks can be detected become. In the case of a positive phase change, the controlled variable would increase by + 2π and in the case of a negative phase shift extended by -2π. In the case of QPSK modulation (QPSK Quadrature phase shift keying) is the ambiguity of the phase that is the one Modulo range, only π / 2.
Dieses
Verhalten kann dadurch erzeugt werden, dass die Regelgröße RI zunächst "differenziert" und anschließend "integriert" wird. Mathematisch lässt sich
dies anschaulich beschreiben durch die Bedingung
Unter
der Voraussetzung, dass RI(–1)
= 0 und x(n – 1)
= 0 gilt, ergibt sich damit als Ausgangsfolge veranschaulicht
Im
Fall eines Umbruchs, also im Fall, dass der nichtumgebrochene äquivalente
Wert der Regelungsgröße x'(3) ≥ 2π werden würde, reduziert
sich dessen Betrag auf x(3) = x'(3) – 2π. Unter diesen
Voraussetzungen ergibt sich damit für den dritten Wert der Folge
Durch
die aufeinanderfolgende Differenziation und Integration ergibt sich
somit unter der Voraussetzung, dass die Differenz aufeinanderfolgender Werte
kleiner als M ist, ein nichtumgebrochener Ausgangswert. Der typische
Verlauf einer Regelgröße RI(n) über die
Zeit ist anhand
Auch in solchen Fällen kann, wie vorstehend bereits angedeutet, zur Vermeidung von Grenzzuständen ein Umbruch bei einem Vielfachen von M, üblicherweise bei einer Zweierpotenz von M, durchgeführt werden. Dies ist für die Eingangsgröße des Proportionalanteils eines Reglers jedoch nicht immer sinnvoll.Also in such cases can, as already indicated above, to avoid limit states Break at a multiple of M, usually at a power of two from M, performed become. This is for the input quantity of the proportional component However, a controller does not always make sense.
Bevorzugt wird entsprechend ein erweiterter Proportional-Regelbereich mit einer Limitierung. In praktischen Anwendungsfällen ist beim Proportionalanteil eine Limitierung auf maximale und minimale Regelabweichungen sinnvoll, um damit eine Quasi-Stabilisierung und Beschleunigung des Reglers bzw. des Verfahrens zur Phasenregelung zu erreichen. Bei der Limitierung eines Umbruch-Kompensations-Integrators U als beispielhafter Ausführungsform auf einen Maximalwert Umax tritt allerdings das Problem auf, dass durch die Limitierung der Eingangswert x(n) nicht mehr x'(n) mod(M) ist, da x'(n) auf den Maximalwert Umax begrenzt worden ist.Accordingly, an extended proportional control range with a limitation is preferred. In practical applications, a limitation to maximum and minimum control deviations makes sense in the proportional component in order to achieve a quasi-stabilization and acceleration of the controller or of the method for phase control. When limiting a breakover compensation integrator U as an exemplary embodiment to a maximum value U max , however, the problem arises that, due to the limitation, the input value x (n) is no longer x '(n) mod (M), since x' (n) has been limited to the maximum value U max .
Wird durch den Vorgang eines solchen Regelungsprozesses der untere Grenzwert als ein unterer Schwellenwert RImax unterschritten, so ist folgerichtig fortan kein Gleichlauf der Regelungsgröße RI(n) mod(M) und des Eingangswerts x(n) mehr gegeben. Dies führt dazu, dass der Phasenregler nicht mehr auf den ursprünglichen Soll-Wert, z. B. "0", regelt sondern auf einen zufälligen Wert innerhalb des Modulo-Bereiches.If the operation of such a control process falls below the lower limit value as a lower threshold value RI max , the result is as follows correct from now on no synchronization of the control variable RI (n) mod (M) and the input value x (n) given more. This means that the phase controller is no longer on the original target value, z. "0", but controls to a random value within the modulo range.
Dieses
Problem lässt
sich mathematisch veranschaulichen durch
Statt eines einfachen Integrators, welcher die Differenzen aufeinanderfolgender Eingangswerte dx(n) aufsummiert, wird lediglich die Anzahl der Modulo-Umbrüche gezählt und limitiert, während der eigentliche Datenwert x(n) nicht integriert und gespeichert wird.Instead of a simple integrator, which calculates the differences of successive ones Input values dx (n) added up, only the number of modulo breaks is counted and limited, while the actual data value x (n) is not integrated and stored becomes.
Schaltungstechnisch
veranschaulicht ist dies durch das Ersatzschaltbild gemäß
Ausgehend von einer Eingangsfolge von Eingangswerten x(n) wird somit eine Differenz dx(n) aufeinanderfolgender Eingangswerte x(n) gebildet. Wenn ein Modulo-Umbruch dieser Differenzgröße auftritt, das heißt wenn x(n) – x(n – 1) ≥ M oder x(n) – x(n – 1) ≤ –M gilt, wird ein positiver bzw. ein negativer Umbruch gezählt. Der vorzeichenbehaftete Wert des Umbruchszählers wird limitiert und anschließend mit 2M, d. h. dem ursprünglichen Wertebereich der modularen Eingangsgröße multipliziert. Bei einer Umsetzung im Zweier-Komplement ist dies durch eine einfache Verschiebung der Bit-Position umsetzbar. Der verschobene Umbruchzähler wird mit dem Eingangswert x(n) kombiniert. Damit erhält man die im Zahlenbereich erweiterte Größe x'(n), welche größere Eingangswerte des Proportionalanteils erlaubt, und erhält damit eine schnellere bzw. weitgehend lineare Regelung.outgoing of an input sequence of input values x (n) thus becomes a Difference dx (n) of successive input values x (n) formed. If a modulo break of this difference size occurs, that is if x (n) -x (n-1) ≥ M or x (n) -x (n-1) ≦ -M, a positive or a negative break is counted. Of the signed value of the break counter is limited and then with 2M, d. H. the original one Value range of the modular input multiplied. At a Implementation in two's complement is this by a simple shift the bit position can be implemented. The shifted break counter becomes combined with the input value x (n). This gives you the numbers range extended size x '(n), which has larger input values of the proportional component, thus obtaining a faster or largely linear regulation.
Vorteilhaft an einer solchen Implementation ist außerdem, dass für den Akkumulator lediglich eine Wortbreite, die für die Anzahl der in der Limitierung auftretenden Umbrüche ausreichend ist, erforderlich ist. Insbesondere brauchen die unteren Bits nicht gespeichert zu werden, da sie direkt der Eingangsfolge der Eingangswerte x(n) entnommen werden können.Advantageous on such an implementation is also that for the accumulator just a word width for the number of breaks occurring in the limitation sufficient is required. In particular, the lower bits do not need as they are directly the input sequence of input values x (n) can be removed.
Claims (18)
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DE200610062518 Withdrawn DE102006062518A1 (en) | 2006-12-29 | 2006-12-29 | Input signal's phase regulating method for digital demodulator, involves replacing controlled variable by modified controlled variable in range between basic and upper threshold values on reaching and/or falling below lower threshold value |
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DE (1) | DE102006062518A1 (en) |
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2006
- 2006-12-29 DE DE200610062518 patent/DE102006062518A1/en not_active Withdrawn
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