[发明专利]一种大量程抗饱和数字式信号幅度解调方法及解调器

说明书

本发明属于电路技术与测量控制领域，公开了一种大量程抗饱和数字式信号幅度解调方法及解调器；方法包括(1)将待解调信号转化为数字信号；(2)当判断数字信号饱和时采用饱和数字解调方法进行解调。饱和数字解调方法包括：对数字信号进行过零点的判断并输出信号是否过零的状态量；当信号过零时进行累加并输出当前相位；根据当前相位获得当前相位对应的函数值；根据待解调信号和函数值获得当前时刻的幅值；利用插值与滤波运算重建幅值信号。本发明使用数字式的幅度解调器，解决了传统正交解调技术在输入信号超量程时无法正常工作的缺点，大大扩展了解调器的工作范围，同时避免了量程的切换，使解调器始终可以工作在最高分辨率模式下。

技术领域

本发明属于电路技术与测量控制领域，更具体地，涉及一种大量程抗饱和数字式信号幅度解调方法及解调器。

背景技术

在各种精密测量中，通常将待测物理量转换为电阻、电容等电性信号，然后利用特定的功能电路提取该电性信号，根据系统灵敏度计算出待测物理量的实际值。为解决各种低频噪声对测量的影响，通常会使用调制解调的方法，其思路是先使用高频信号将待测值进行调制，经过带通滤波抑制带宽外噪声干扰后由正交解调电路对信号的幅值进行解调。正交解调技术广泛应用于各种对精度要求高的信号检测电路中，当被检测信号幅度较小，整个解调检测电路需工作在高增益模式，此时如果待测信号变大，则待调制信号很容易超过电路允许的最大峰峰值，解调电路会进入饱和状态，超出解调器的正常工作范围，进而导致输出信号失真。为避免这种情况的发生，一般的解调电路通过多个不同的量程切换实现高动态范围的检测，而量程往往和分辨率矛盾，增大量程将会以牺牲精度为代价。

传统的正交解调技术相当于对被调制信号在频域上进行迁移，由于限幅的非线性作用已经使信号的频谱产生错误，故传统的解调技术受限于信号输入量程的约束。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种大量程抗饱和数字式信号幅度解调方法及解调器，旨在解决由于待测信号超量程使得调制后波形异常时传统解调器无法正常工作的问题。

本发明提供了一种大量程抗饱和数字式信号幅度解调方法，包括下述步骤：

(1)将待解调信号转化为数字信号；

(2)当判断所述数字信号饱和时，采用饱和数字解调方法。

其中，通过将所述数字信号与设定的饱和阈值进行比较，当所述数字信号大于等于所述饱和阈值时，判定为饱和。

更进一步地，饱和数字解调方法包括：

对数字信号进行过零点的判断并输出信号是否过零的状态量；

当信号过零时进行累加并输出当前相位；

根据所述当前相位获得当前相位对应的函数值sin(ωt)；

根据待解调信号Asin(ωt)和函数值sin(ωt)获得当前时刻的幅值A；

利用插值与滤波运算重建幅值信号。

其中，当信号过零时进行累加具体为：对于上升沿过零的使能信号从0开始累加；对于下降沿过零的使能信号从π开始累加。

作为本发明的一个实施例，饱和阈值小于器件的实际阈值。