[实用新型]多通道信号模拟数字实时处理矩阵系统

说明书

本实用新型公开了一种多通道信号模拟数字实时处理矩阵系统，该系统针对两个及以上多通道的模拟输入信号，在模拟部分以矩阵结构的形式根据指令进行包括加、减、乘、除、移相时域处理，数字部分进行相关的频域计算处理。系统包括以下部分：信号调理，模拟信号输入控制矩阵，模拟信号处理单元组，模拟信号输出控制矩阵，数字采集单元组，数字处理控制单元，输出与控制接口和数据存储。该系统可以有效解决多通道模拟信号的实时处理与运算问题，避免了模拟信号在数字化过程中的信息丢失，降低了数字化噪声等带来的运算误差，大幅度提高了实时处理的速度和效率，降低了后端数字电路的功耗与性能要求。

技术领域

本实用新型涉及一种信号处理系统，尤其涉及一种多通道信号模拟数字处理系统。

背景技术

信号处理技术在声、电、光学测量等多学科领域具有广阔的应用前景和重要的研究意义。例如，在运用海洋声呐、线列阵等水下声波信号采集系统时，通常需要将接收到的多通道声波信号进行多种运算处理，得到需要的声波相位、传播时间、传播距离、信号幅值等关键信息，这对信号的处理效率与运算精度都有很高的要求。

在信号处理领域中，多通道信号的互相关特性处理是一项很重要的内容。传统的研究过程需要把多通道信号逐一的进行数字化以后，通过高性能处理器进行各种所需要的计算与处理。由于数字化过程的会带入采样噪声，并且采用带宽与分辨率也受不同性能AD的限制，模拟信号的数字化后的带宽、精度与细节都存在较大的损失。直接采样数字化后的信号，在数字处理的过程中，多通道时域信号处理时间耗费大量计算，会导致较大的响应延迟，这在要求速度与精度的系统中，是一个凸出的矛盾。

目前针对多通道模拟信号的数据处理，通常采取将多通道模拟信号数字化后，在数字端进行的实时处理运算。现有数字信号处理方法虽然较为成熟，但是需要耗费大量的处理内存，并且会引入数字化噪声，从而降低了信号处理的效率和精度，产生了一定的运算误差。多通道信号的数字化处理方法存在以下缺点：多通道的模拟信号在数字化过程会导致原始信号的部分信息丢失，并且带入数字化噪声。对于高速高精度信号的要求，需要耗费大量带宽，对数字系统的性能要求很高。实时处理多通道的数据对于后端的计算量要求非常高，速度上的响应会受制于数字系统的计算能力等；虽然可以采取提高数字系统的性能来弥补，但带来的高功耗依然非常可观。而在多通道模拟信号端进行实时处理，可以解决数字信号处理存在的效率差和精度低等问题。目前，尚缺乏针对多通道模拟信号的实时处理与运算技术。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种多通道信号模拟数字实时处理矩阵系统。多通道信号模拟数字实时处理矩阵系统是针对传统技术的缺点而设计的一种新型信号处理系统，由于模拟电路的时域响应速度不存在延迟与采样损失，因此把信号的时域处理功能采用模拟电路来实现，大大提高了响应速度，并且通过模拟处理后的各类信号可以采用不同性能的AD采样电路，针对速度，精度，带宽等不同需求而优化数字化的后的信号质量，最大限度的保留了有效信息，数字部分只需要做必要的后期数字处理工作从而大幅降低数字部分的功耗与难度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多通道信号模拟数字实时处理矩阵系统，该系统对两个及以上多通道的模拟输入信号，在模拟部分以矩阵结构的形式根据指令进行包括加、减、乘、除、移相时域处理，数字部分进行相关的频域计算处理。

进一步地，所述系统按信号处理过程依次包括信号调理，模拟信号输入控制矩阵，模拟信号处理单元组，模拟信号输出控制矩阵和数字采集单元组；所述系统还包括数字处理控制单元，所述数字处理控制单元与所述信号调理，模拟信号输入控制矩阵，模拟信号输出控制矩阵和数字采集单元组分别信号相连；所述数字处理控制单元还分别与输出与控制接口和数据存储部分信号相连；其中，

所述信号调理部分用于对多路输入的模拟信号进行包括放大、整形、滤波预处理；

所述模拟信号输入控制矩阵用于分配进入到所述模拟信号处理单元组的各单元的信号；