System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种调幅信号同步解调方法及系统技术方案_技高网

一种调幅信号同步解调方法及系统技术方案

技术编号:42723680 阅读:4 留言:0更新日期:2024-09-13 12:10
本公开提供一种调幅信号同步解调方法及系统,该方法包括:S1,采集调幅信号,并对其进行预处理;S2,对预处理后的调幅信号进行采样,得到数据点信息;S3,利用非线性最小二乘法对数据点信息进行拟合,得到载频频率信息及相位信息;S4,根据载频频率信息计算最小残差值,判断最小残差值是否满足预设条件,若满足,则根据载频频率信息及相位信息建立参考信号;S5,将参考信号与调幅信号进行混频,输出得到两个上下边带信号;S6,利用低通滤波器对两个上下边带信号进行处理,输出得到解调的基频信号。本公开可实现微弱调幅信号的高精度同步解调,同时可有效提高系统的抗噪性能。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及信号处理,具体涉及一种调幅信号同步解调方法及系统


技术介绍

1、对于微弱信号的测量,都是通过对应的传感器将其转换为微电流或低电压,再经放大后检测被测量的大小。由于微弱信号的强度较小,易受工作环境干扰等噪声影响,在信道中直接传输会使得信号波动较大,在放大器端放大被测信号的同时也放大了噪声,进而使得检测精度下降,最终影响系统性能。其解决办法是对传输过程中的微弱信号进行幅度调制,转换为电信号之后,再利用解调方法提取包含被测信息的基频信号来获得被测量。

2、对微弱信号的解调方法主要是利用相敏检测器来实现,即在接收端提供与已调信号载波同步的相干载波,进而实现解调。其存在的问题就是在信道传输过程中会受到频偏、噪声等影响,使得解调信号受限于频率误差以及相位误差,进而降低了解调精度,最终导致检测精度下降。

3、为解决信道传输过程中产生的频率偏差,目前可以采用数字移相的方法,通过调整参考信号的相位使得移相后得到的解调信号与原传输信号保持一致。但是现有的信号检测装置只能在一定相位偏差范围内进行补偿校正,超出该范围后无法对信号进行补偿,进而影响检测精度;还可以直接利用调幅信号分离出调制载频频率成分的方法,该方法适用于调制频率较低的调幅系统,在调制频率较高时带通滤波器通带变窄,对滤波器的设计要求更高,不易实现;也可以引入锁相环来解决,利用锁相环可以降低频率偏差,但是引入锁相环会使得电路复杂度上升,并且如果信道中产生的频率偏差大于锁相环的环路捕获带时,则锁相环不能有效捕捉到信号也会造成失真,进而影响检测精度。

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技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、针对上述问题,本公开提供了一种调幅信号同步解调方法及系统,用于至少部分解决传统方法解调精度受限、装置设计难度大等技术问题。

3、(二)技术方案

4、本公开一方面提供了一种调幅信号同步解调方法,包括:s1,采集调幅信号,并对其进行预处理;s2,对预处理后的调幅信号进行采样,得到数据点信息;s3,利用非线性最小二乘法对数据点信息进行拟合,得到载频频率信息及相位信息;s4,根据载频频率信息计算最小残差值,判断最小残差值是否满足预设条件,若满足,则根据载频频率信息及相位信息建立参考信号;s5,将参考信号与调幅信号进行混频,输出得到两个上下边带信号;s6,利用低通滤波器对两个上下边带信号进行处理,输出得到解调的基频信号。

5、进一步地,s1包括:对调幅信号进行带通滤波预处理。

6、进一步地,s2包括:根据调幅信号的衍射级次设置采样频率进行采样,得到数据点信息。

7、进一步地,s3包括:设置初始参数值,参数值包括频率、相位和可接受频率误差的容限值;利用非线性最小二乘法对数据点信息进行拟合,得到载频频率信息及相位信息。

8、进一步地,s4还包括:若不满足预设条件,则判断循环次数是否小于预设次数;若是,则更新初始参数值,重复s3~s4,直至最小残差值满足预设条件;若否,则更新最小残差值,并根据最小残差值对应的载频频率信息及相位信息建立参考信号。

9、进一步地,更新初始参数值包括:以距离df更新初始频率,更新频率f′0=f0+mdf;其中,f0为初始频率,df为频率更新距离,m为循环次数。

10、进一步地,预设次数其中,[]为取整函数,fl为可接受频率误差的容限值。

11、进一步地,参考信号其中,fd为s4确定的载频频率信息,φ为s4确定的相位信息。

12、进一步地,s6包括:对两个上下边带信号分别且同步进行快速傅里叶变换,将两个上下边带信号由时域信号变换为两个上下边带频域信号;对两个上下边带频域信号同步进行低通滤波,滤除上边带高频分量,得到两个下边带频域信号;将两个下边带频域信号同步进行快速傅里叶反变换,得到两个下边带时域信号,输出得到解调的基频信号。

13、本公开另一方面提供了一种调幅信号同步解调系统,包括:采集模块,用于采集调幅信号,并对其进行预处理;采样模块,用于对预处理后的调幅信号进行采样,得到数据点信息;拟合模块,用于利用非线性最小二乘法对数据点信息进行拟合,得到载频频率信息及相位信息;判断模块,用于根据载频频率信息计算最小残差值,判断最小残差值是否满足预设条件,若满足,则根据载频频率信息及相位信息建立参考信号;混频模块,用于将参考信号与调幅信号进行混频,输出得到上下两个边带信号;处理模块,用于利用低通滤波器对上下两个边带信号进行处理,输出得到解调的基频信号。

14、(三)有益效果

15、本公开提供的调幅信号同步解调方法及系统,利用非线性最小二乘法对采集到的调幅信号进行载频频率信息及相位信息的检测,根据确定的载频信息建立参考信号,并与初始调幅信号进行混频,经低通滤波后输出得到解调的基频信号;通过设置初始参数值及更新参数值,获得满足最小残差条件下的频率信息,根据实测的载频信息建立参考信号,从而提升了解调精度;且该方法无需利用原载频信号作为参考信号,有效提高了系统的抗噪性能。

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【技术保护点】

1.一种调幅信号同步解调方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述S1包括:

3.根据权利要求1所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述S2包括:

4.根据权利要求1所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述S3包括:

5.根据权利要求4所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述S4还包括:

6.根据权利要求5所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述更新所述初始参数值包括:以距离df更新初始频率,更新频率f′0=f0+mdf;其中,f0为初始频率,df为频率更新距离,m为循环次数。

7.根据权利要求6所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述预设次数其中,[]为取整函数,fl为可接受频率误差的容限值。

8.根据权利要求5所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述参考信号其中,fd为所述S4确定的载频频率信息,φ为所述S4确定的相位信息。

9.根据权利要求1所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述S6包括:

10.一种调幅信号同步解调系统,其特征在于,包括:

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【技术特征摘要】

1.一种调幅信号同步解调方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述s1包括:

3.根据权利要求1所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述s2包括:

4.根据权利要求1所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述s3包括:

5.根据权利要求4所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述s4还包括:

6.根据权利要求5所述的调幅信号同步解调方法,其特征在于,所述更新所述初始参数值包括:以距离df更新初始频率,更新...

【专利技术属性】
技术研发人员:安超杰齐月静
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所
类型:发明
国别省市:

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