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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低频段微弱信号处理领域,特别是涉及低频段σ-δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法。
技术介绍
1、低频段的小信号常被噪声所干扰,这会降低处理微弱信号的adc系统的精度,因此降低电路系统的噪声是提高系统精度的关键。sigma-delta adc的第一级积分器中电子元器件产生的1/f噪声易与低频信号频谱产生混叠,对于低频信号质量影响十分显著,必须通过电路降噪处理技术将其消除。
2、工程中常用结构简单,降噪效果明显的斩波放大技术(chopper)对噪声进行处理,但是由于调制解调过程中的开关尖峰和电荷注入,所以在斩波频率附近易产生纹波即残余失调。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足,本专利技术提供的低频段σ-δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法解决了目前常用的斩波放大技术容易产生残余失调的问题。
2、为了达到上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案为:低频段σ-δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,包括以下步骤:
3、s1、通过伪随机频率生成器生成伪随机脉冲编码,并与输入信号进行第一斩波调制;
4、s2、引入mos管1/f噪声与第一斩波调制后的信号叠加,得到待放大信号;
5、s3、使用运算放大器对待放大信号进行放大处理,得到处理后的信号;
6、s4、对处理后的信号和伪随机脉冲编码进行第二斩波解调制,完成伪随机脉冲编码调制。
7、进一步地:所述s1包括:
8、s11、通过伪
9、s12、通过伪随机脉冲编码的自相关性消除第一斩波调制中产生的残余失调,得到第二信号;
10、s13、将第一信号与第二信号进行相加操作,得到第一斩波调制后的信号。
11、进一步地:所述s4包括:
12、s41、将处理后的信号与伪随机脉冲编码进行相乘处理,得到第三信号;
13、s42、通过伪随机脉冲编码的自相关性消除第二斩波解调制中产生的残余失调,得到第四信号;
14、s43、将第三信号与第四信号进行相加操作,得到第二斩波解调制后的信号,完成伪随机脉冲编码调制。
15、进一步地:所述s1中,输入信号的噪声功率谱sinput_noise(f)的表达式为:
16、
17、其中,s0为热噪声的等效输入功率谱密度,s1/f为电路中的1/f噪声,f1/f为1/f噪声的频率,fchop为斩波频率。
18、进一步地:所述s1中,伪随机序列m的自相关函数r(j)的表达式为:
19、
20、其中,p为m序列长度,xi为伪随机序列中的第i个元素,xi+j为伪随机序列中的第i+j个元素,j为计数标识。
21、进一步地:所述伪随机脉冲编码调制方法的ryp(τ)为:
22、
23、其中,t表示当前时刻,τ为时间常数,x(t)为输入信号,p(t)为伪随机脉冲,no(t)为残余失调,nf(t)为外部1/f噪声。
24、进一步地:所述残余失调no(t)的表达式为:
25、no(t)=2vinjτfchop
26、其中,vinj为斩波开关的尖峰信号的幅度。
27、本专利技术的有益效果为:
28、1.利用伪随机信号自身的相关性:伪随机序列具有很强的自相关性,但与噪声的互相关值却很小,利用这个特性可以提取出淹没在噪声中的有用信息序列;
29、2.从adc系统的频谱角度定量分析了伪随机斩波调制对系统噪声和干扰的抑制能力,给出了伪随机斩波频率与adc系统信噪失真比之间的关系。
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1.低频段Σ-Δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的低频段Σ-Δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,所述S1包括:
3.根据权利要求1所述的低频段Σ-Δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,所述S4包括:
4.根据权利要求1所述的低频段Σ-Δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,所述S1中,输入信号的噪声功率谱Sinput_noise(f)的表达式为:
5.根据权利要求1所述的低频段Σ-Δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,所述S1中,伪随机序列m的自相关函数R(j)的表达式为:
6.根据权利要求5所述的低频段Σ-Δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,所述伪随机脉冲编码调制方法的互相关函数Ryp(τ)为:
7.根据权利要求6所述的低频段Σ-Δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,所述残余失调No(t)的表达式为:
【技术特征摘要】
1.低频段σ-δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的低频段σ-δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,所述s1包括:
3.根据权利要求1所述的低频段σ-δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,所述s4包括:
4.根据权利要求1所述的低频段σ-δ模数转换器的伪随机脉冲编码调制方法,其特征在于,所述s1中,输入信号的噪声功率谱sinput_noise(f)...
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