一种基于双环耦合振荡的干扰检测型系统及控制方法与流程

本发明涉及干扰检测领域，具体为一种基于双环耦合振荡的干扰检测型系统及方法。

背景技术：

1、当前传感器前端电路普遍依赖外部晶振，存在成本高、体积大、温漂与抗干扰能力差等缺陷。常规干扰检测电路系统多采用固定阈值比较或模数采样方案，依赖外部参考源，易受电源、温度波动影响，且不具备分布式节点同步能力。

2、传统前端电路将时序、感知、判断功能相互割裂，暂无一体化的无晶振纯硬件干扰检测型系统，同时，现有传感前端仅具备简单电平告警功能，无法输出标准化相位信号、划分规范相位步，难以对接6维相位编码、时序重构等高阶应用，也未形成“时序生成-相位输出-干扰检测-编码输入”的一体化硬件架构，无法支撑申请人母申请2026107263443《一种基于循环相变拓扑的相位编码方法及系统》的循环相变拓扑体系落地。

3、不同传感场景、阵列分区对时序频率、相位基准存在差异化需求，传统固定参数时序单元调试、批量配置效率低，大规模阵列的远程运维成本居高不下。为解决上述工程问题，本发明基于在先申请的母申请2026107263443《一种基于循环相变拓扑的相位编码方法及系统》以及申请号为2026110201654《一种基于双环耦合振荡的自同步模块及相位控制方法》，结合循环相变拓扑理论，打造集时序生成、干扰检测、相位输出于一体的基于双环耦合振荡的干扰检测型系统及控制方法。

技术实现思路

1、为克服现有的技术问题，本发明提供了一种基于双环耦合振荡的干扰检测型系统及控制方法。

2、本发明采用了以下的技术方案。

3、一种基于双环耦合振荡的干扰检测型系统，包括：

4、时序基准单元，包括自同步模块，自同步模块能够输出自稳频和自锁相的基准电压，自同步模块内预设有敏感节点；

5、干扰注入单元，干扰注入单元的输入端用于接收外部干扰信号，干扰注入单元的输出端用于将外部干扰信号耦合至敏感节点，以改变敏感节点的电压形成受扰电压；

6、比较判断单元，包括电压比较器与分压电位器，分压电位器的输入端电连接自同步模块，分压电位器的输出端电连接至电压比较器的反相端，以向电压比较器提供可调基准电压，电压比较器的同相端电连接至敏感节点，用于比较敏感节点的受扰电压与可调基准电压，以形成节点干扰指示信号。

7、作为本发明的进一步改进，自同步模块包括内环振荡单元、外环振荡单元、交叉耦合网络以及输出接口；

8、内环振荡单元和外环振荡单元均由至少两个振荡单元级联形成；

9、交叉耦合网络设于内环振荡单元和外环振荡单元之间，能够将内环振荡单元频率为第一初始振荡频率的输出信号以预设的耦合系数注入外环振荡单元，且将外环振荡单元频率为第二初始振荡频率的输出信号以预设的耦合系数注入内环振荡单元，以使内环振荡单元和外环振荡单元的振荡频率趋于一致以及锁定相位差；

10、振荡单元内设有频率配置网络，频率配置网络用于确定第一初始振荡频率和第二初始振荡频率；

11、输出接口用于输出基准电压。

12、作为本发明的进一步改进，输出接口包括工作输出接口以及相位差输出接口，基准电压通过工作输出接口输出，相位差输出接口用于输出多路标准化时序相位信号，多路标准化时序相位信号根据预设划分数量的等长相位步进行区间划分，以供给后端编码系统。

13、作为本发明的进一步改进，时序基准单元还包括有数字配置装置，数字配置装置包括数字配置接口、可调阻容元件以及数字电位器，可调阻容元件和数字电位器与数字配置接口电连接，频率配置网络由固定阻容元件与可调阻容元件组成，可调阻容元件为可编程电容或数字可调电阻，交叉耦合网络的耦合器件采用数字电位器，数字配置装置能够接收外部数字配置指令，并根据外部数字配置指令配置耦合系数、第一初始振荡频率、第二初始振荡频率和相位差。

14、作为本发明的进一步改进，划分数量为六个。

15、作为本发明的进一步改进，内环振荡单元和外环振荡单元均由三个振荡单元组成。

16、作为本发明的进一步改进，交叉耦合网络在内环振荡单元和外环振荡单元对应的耦合点串联有耦合器件，耦合器件为第一固定电阻、或者普通可调电阻、或者数字电位器。

17、还提出了一种基于双环耦合振荡的干扰检测型控制方法，应用于如上的一种基于双环耦合振荡的干扰检测型系统，包括以下步骤：

18、s1、时序基准单元的自同步模块上电自启动，输出自稳频和自锁相的基准电压至比较判断单元的分压电位器，分压电位器向电压比较器的反相端输出可调基准电压；

19、s2、外部干扰信号通过干扰注入单元耦合至敏感节点，以改变敏感节点的电压形成受扰电压；

20、s3、比较判断单元的电压比较器实时比较受扰电压和可调基准电压，若受扰电压大于可调基准电压，则输出高电平的电平告警信号作为节点干扰指示信号，若受扰电压小于等于可调基准电压，则输出低电平的电平告警信号作为节点干扰指示信号。

21、作为本发明的进一步改进，自同步模块包括内环振荡单元、外环振荡单元、交叉耦合网络及输出接口；

22、时序基准单元的自同步模块上电自启动，输出自稳频和自锁相的基准电压的具体步骤包括：

23、s11、对均由至少两个振荡单元级联形成的内环振荡单元和外环振荡单元同时上电起振；

24、s12、通过交叉耦合网络将内环振荡单元频率为第一初始振荡频率的输出信号以预设的耦合系数注入外环振荡单元，且将外环振荡单元频率为第二初始振荡频率的输出信号以预设的耦合系数注入内环振荡单元，以调整内环振荡单元和外环振荡单元的振荡频率一致；

25、s13、内环振荡单元和外环振荡单元的振荡频率保持一致，内环振荡单元和外环振荡单元的相位差逐步保持稳定，以实现相位差的锁定；

26、s14、通过输出接口输出基准电压。

27、作为本发明的进一步改进，输出接口包括工作输出接口以及相位差输出接口，基准电压通过工作输出接口输出，相位差输出接口用于输出多路标准化时序相位信号，多路标准化时序相位信号根据预设划分数量的等长相位步进行区间划分，以供给后端编码系统；

28、s1之前还包括s0、通过数字配置装置接收外部数字配置指令，并根据外部数字配置指令配置耦合系数、第一初始振荡频率、第二初始振荡频率和相位差。

29、本发明的有益效果为：

30、1、干扰检测无需外部晶振，降低成本与体积。本发明采用基于双环耦合振荡的自同步模块构建时序基准单元，依靠自同步模块的自稳频、自锁相特性自主生成稳定的基准电压，彻底摆脱了传统传感器前端电路对外部晶振的依赖，电路结构简洁，显著降低了系统的物料成本与硬件体积。

31、2、高稳定、低漂移。电压比较器所使用的可调基准电压，由自同步模块输出的基准电压经分压电位器分压得到，与敏感节点的工作电压属于同源基准，无需依赖外部独立参考源。该设计从根源上规避了外部参考源受电源波动、环境温度变化而产生的电平偏移问题，有效抑制温漂与压漂对检测精度的干扰，保障了复杂环境下干扰检测的准确性与稳定性。

32、3、纯硬件检测机制，响应速度快、抗干扰能力强。外部干扰信号通过干扰注入单元直接耦合至自同步模块的敏感节点，通过改变敏感节点电压形成受扰电压，再经电压比较器完成受扰电压与可调基准电压的比较，最终输出节点干扰指示信号。整个检测过程均由纯硬件电路实现，无需微控制器及软件程序参与，不仅干扰检测响应速度快，同时避免了软件运行带来的可靠性风险，电路抗干扰能力强，标定方式简单直观。此外，借助分压电位器可对输入电压比较器的可调基准电压进行灵活调节。