旋转环境下的无线时钟抖动估计与修正方法
2022年电子技术应用第8期
卢翔宇1，陈正武1，刘 雄2
1.中国空气动力研究与发展中心 气动噪声控制实验室，四川 绵阳621000； 2.西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳621000
摘要： 直升机旋翼表面非定常载荷测量试验中，导电滑环的性能优劣和现场环境的电磁辐射对外部时钟信号的质量影响较大，受影响的外部时钟信号会导致错误的采集动作，从而无法准确地获取特定方位角处的载荷数据。为提高外部时钟信号的品质，提出一种用于旋转环境下的数据采集系统的无线时钟抖动估计及修正方法，即外部时钟信号经无线收发模块传输，采用两组相位差90°的三角波进行等幅度斜边估计时钟抖动量，并且使用拉格朗日插值算法修正传感器的采样值。仿真与风洞表明，该方法能有效地减小外部时钟抖动造成的采集误差，对准确测量旋转环境下旋翼表面的载荷信号具有显著效果。
中圖分類號： TN919.3
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212498
中文引用格式： 盧翔宇，陳正武，劉雄. 旋轉環境下的無線時鐘抖動估計與修正方法[J].電子技術應用，2022，48(8)：76-80，85.
英文引用格式： Lu Xiangyu，Chen Zhengwu，Liu Xiong. Wireless clock jitter estimation and correction method in rotating environment[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(8)：76-80，85.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212498
中文引用格式： 盧翔宇，陳正武，劉雄. 旋轉環境下的無線時鐘抖動估計與修正方法[J].電子技術應用，2022，48(8)：76-80，85.
英文引用格式： Lu Xiangyu，Chen Zhengwu，Liu Xiong. Wireless clock jitter estimation and correction method in rotating environment[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(8)：76-80，85.
Wireless clock jitter estimation and correction method in rotating environment
Lu Xiangyu1，Chen Zhengwu1，Liu Xiong2
1.Laboratory of Aerodynamic Noise Control，China Aerodynamic Research and Development Center，Mianyang 621000，China； 2.School of Information Engineering，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621000，China
Abstract： In the measurement test of unsteady load on helicopter rotor surface, the performance of slip ring and the electromagnetic radiation of the field environment have great influence on the quality of external clock signal. In some serious cases, the affected external clock signal may lead to erroneous acquisition actions, which makes it impossible to accurately obtain the load data at a specific azimuth. In order to improve the quality of the external clock signal, a wireless clock jitter estimation and correction method of data acquisition system in rotating environment is proposed. The external clock signal is transmitted through the wireless transceiver modules, two sets of triangular waves with the phase difference of 90° are used to estimate the clock jitter with equal amplitude hypotenuse, and the Lagrange interpolation algorithm is used to correct the samples of sensors. Simulation and wind tunnel tests show that this method can effectively reduce the acquisition error caused by external clock jitter, and has significant effect on accurately measuring the load signal on the rotor surface in rotating environment.
Key words : external clock；clock jitter；data acquisition system；triangle wave；interpolation correction
0 引言
在直升機旋翼槳葉表面非定常載荷測量試驗中，需要準確測量槳葉旋轉過程中其表面載荷的變化規律，即采集不同方位角時對應的壓力信號[1]。使用與槳葉同步旋轉的編碼器的輸出脈沖作為數據采集的外部時鐘信號，可以準確提供槳葉的方位角信息[2-6]。目前通常采用有線的方式將時鐘信號進行傳送：即通過導電滑環和線纜將編碼器脈沖信號輸送至數據采集設備。試驗中發現，外部時鐘信號經過干擾環境下的長距離傳輸和導電滑環后，其信號質量會受到影響[7]，尤其在導電滑環磨損后以及時鐘信號線與動力強電線纜長距離并行部署等重干擾情況下，時鐘信號會出現高頻毛刺和變形，導致數據采集設備產生錯誤的采集動作，從而無法實現相同相位的等角度采集。
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作者信息：
盧翔宇1，陳正武1，劉 雄2
(1.中國空氣動力研究與發展中心 氣動噪聲控制實驗室，四川 綿陽621000；
2.西南科技大學 信息工程學院，四川 綿陽621000)
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