调幅信号整周期或半周期同步测频修正数字解调检测系统及检测方法_2

文档序号:9862955阅读:来源:国知局
数。
[0028] e、每个信号整周期或半周期进行频率和系数校正:
[0029]
投)
[0030] 其中:fc为定时器计数频率;
[0031] f、重复步骤b~e,进行m个整周期或半周期的同步测频、采样和累计修正计算;
[0032] g、计算m个整周期或半周期校正值Μ的平均值,得调幅信号幅度的测量值A:
[00削
巧)
[0034] h、结束。
[0035] 有益效果:本发明是采用同步测频修正的数字整周期或半周期累积解调的检测系 统和方法实现幅度调制信号的幅值检测。检测系统W微控制器单元控制高速模数转换单元 进行信号采集,并通过绝对值累计平均计算实现锁相放大的数字化积分和滤波处理;同时 捕获信号的整周期或半周期起点,利用高频计数测量信号的频率,并对检测结果进行频率 修正。与现有的采用模拟锁相放大电路的检测系统相比,减少了中间调试环节,简化电路、 降低电路系统调试难度、检测精度高;与已有的数字锁相放大解调检测系统相比,简化了电 路、降低了系统的成本、提高了系统检测的速度和精度;与已有的简化的数字锁相放大解调 检测系统相比,没有明显地增加电路和算法的复杂度、W及系统的检测时间和成本,却能够 降低系统检测的噪声、提高系统检测的精度。
【附图说明】;
[0036] 图1为整周期或半周期同步测频修正数字解调检测系统结构框图
[0037] 图2为整周期或半周期同步测频修正数字解调检测的光栅扫描型光谱仪结构框图
[0038] 图3为附图2中驱动控制电路结构框图
[0039] 图4为调幅信号的整周期或半周期同步测频修正数字解调检测方法流程图
【具体实施方式】:
[0040] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0041] 调幅信号整周期或半周期同步测频修正数字解调检测系统,是由高速模数转换器 单元分别经数据线和控制线与微控制器单元连接,信号整形电路通过控制线与微控制器单 元连接构成。
[0042] 调幅信号整周期或半周期同步测频修正数字解调检测系统的检测方法,是由微控 制器单元W整周期或半周期同步测频修正绝对累计平均的检测方法对调幅信号进行数字 解调。是微控制器单元在接收到计数器控制信号(即整形电路输出的与检测信号同频同相 的方波信号)的第一个上升沿或下降沿(整周期方法二者取一,半周期方法二者均取)开始, W同样的方式(即上升沿或下降沿有效,否则无效)依次判断每个整周期或半周期的终点, 也是下一个整周期或半周期的起点;在每个整周期或半周期内同时进行采样、绝对值累计 计算和高频计数,分别获得检测信号在每个整周期或半周期内的绝对值累计值I和计数值 S,其中信号的采样频率为fo,计数频率为fc,且fc远大于fo;重复进行连续或不连续的多个 (m)整周期或半周期后,W采样控制信号周期(1/fo)与计数器获得的检测信号的每个整周 期或半周期(s/f。)的比值(fe/sfo)作为修正系数进行频率校正、W方波级数展开的1阶系数 进行系数(V2)校正,获得每一个整周期或半周期调幅信号的幅值M;并W其m个整周期或半 周期的平均值作为待检测调幅信号的幅度检测值。
[0043] 实施例1:
[0044] 针对调幅信号的幅值检测。
[0045] 如图2所示,调幅信号的整周期或半周期同步测频修正数字解调检测系统是由微 控制器单元、高速模数转换器单元、信号整形电路W及接口组成。微控制器单元分别经数据 线和采样控制信号线与高速模数转换器单元连接、经计数控制信号线与信号整形电路连 接,通过接口与上位机连接。被检测的调幅信号通过信号接口分别通过信号线与高速模数 转换器单元和信号整形电路连接。
[0046] 高速模数转换器单元选用高速模数转换忍片,接收微控制器单元的采样控制信 号,对检测信号进行采样,转换为数字信号X通过数据线送入微控制器单元。由微控制器单 元的采样控制信号控制其采样频率时大于等于信号频率fs的η倍(η含10),即时含nfs。
[0047] 信号整形电路采用比较器将检测信号转换为同频同相的方波信号,并作为计数控 制信号通过信号线送入微处理器。微处理器单元根据方波信号的上升沿或下降沿是否到来 作为计数控制信号是否有效的判据,当判断有效时,微处理器单元开始高频计数,直至计数 控制信号下一次有效,本整周期或半周期计数结束,开始下一个整周期或半周期的计数,计 数频率为f C,远大于采样频率f 0。
[004引微控制器单元选用MCU、DSP、ARM或FPGA等微处理器忍片,兼顾控制、计数、运算和 通讯的功能。通过通讯接口连接上位机(PC机、平板电脑、手机等)接收控制指令。根据计数 控制信号控制高速模数转换单元的采样、进行同步测频修正整周期或半周期累积解调,获 得检测信号幅度的测量值,通过接口送入上位机。同步测频修正整周期或半周期累积解调 方法的步骤包括:
[0049] a、检测系统设置采样整周期或半周期m值或通过接受上位机指令获得;设置ADC采 样频率时大于等于η倍的信号频率,η含10;设置当前采样整周期或半周期的顺序号j = l;
[0050] b、根据计数器控制信号判断检测信号每个整周期或半周期的开始或结束:
[0051] 若计数器控制信号有效且j = l,即信号第1个整周期或半周期开始,控制ADC开始 采样;
[0052] 若计数器控制信号有效且j〉l,即信号第j个整周期或半周期结束,第j+1个整周期 或半周期开始;
[0053] 否则,即计数器控制信号无效,若j = l,则重复此步骤;若j〉l,则继续下一步骤;
[0054] 其中计数器控制信号有效的判断依据是整形电路输出的与检测信号同频同相的 方波信号为上升沿或下降沿,整周期方法二者取一,半周期方法二者均取;
[0055] C、在每一个整周期或半周期(j = l,2,···,m)开始,计数器开始高频计数(计数频率 为f。,且远大于fo),直至该整周期或半周期结束,并获得该整周期或半周期的频率计数值 Sj ;
[0056] d、在每一个整周期或半周期(j = l,2,…,m)的开始到结束期间,读取ADC采样值x (i),并进行绝对值累计计算:
[0057]
(15
[0化引其中:i = l,2,…山,为信号当前整周期或半周期内采样点的顺序号山为信号当 前整周期或半周期内采样点数。
[0059] e、每个信号整周期或半周期进行频率和系数校正:
[0060]
樹 [0061 ]其中:fc为定时器计数频率;
[0062] f、重复步骤b~e,进行m个整周期或半周期的同步测频、采样和累计修正计算;
[0063] g、计算m个整周期或半周期校正值Μ的平均值,得调幅信号幅度的测量值A:
[0064]
(3)
[00化]h、结束。
[0066] 实施例2:
[0067] 针对光栅扫描型光谱仪进行光谱信号的光强检测。
[0068] 如图2所示,周期同步测频修正数字解调的光栅扫描型光谱仪,是由上位机经周期 同步测频修正数字解调检测控制系统经驱动控制电路与光源、调制器和单色仪连接,驱动 控制电路与调制器连接,单色仪经取样器和传感器模块与检测系统连接构成。
[0069] 周期同步测频修正数字解调检测控制系统如图2所示,是由微控制器单元分别经 数据线和采样控制信号线与高速模数转换器单元连接,经计数控制信号线与信号整形电路 连接构成。周期同步测频修正数字解调检测控制系统中微控制器单元通过通讯接口与上位 机连接,分别通过采样控制信号线和数据线与高速模数转换器单元连接,高速模数转换器 单元和信号整形电路分别通过检测信号线与传感器模块连接。
[0070] 如图3所示,驱动控制电路由稳速电路、稳压控制电路、电机驱动电路、限位检测电 路4部分组成。分别通过控制线与周期同步测频修正数字解调检测控制系统的微控制器单 元相连,稳速电路、稳压控制电路和电机驱动电路接收微控制器单元的控制信号分别通过 信号线与切
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1