一种信号解调电路制造技术

一种信号解调电路，包含：积分器模块，其输入端输入调制信号，用于对输入信号进行积分；数据采集模块，其输入端连接积分器模块的输出端，用于对积分器模块的输出进行数据采集并输出有用信号；所述的积分器模块具有清零信号，在积分周期开始时，清零信号将积分器模块清零，在积分周期结束时，数据采集模块对积分器模块的输出进行数据采集。本发明专利技术能够通过简单的电路结构，利用极少的硬件资源，有效地将有用信号从含有载波信号的调制信号中提取出来，当需要转换为数字信号进行处理分析时，对所需数模转换器的转换速度和精度的要求较低。

A Signal Demodulation Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种信号解调电路
本专利技术涉及一种信号解调电路，具体涉及一种用于将有用信号从叠加有载波信号的调制波信号中分离出来的信号解调电路。
技术介绍
在信号处理中，通常采用滤波器电路将具有一定频率的有用信号从含有载波信号或干扰信号的调制波信号中分离出来，滤波器的特性使得其通带内的信号被保留或放大，而通带外的信号被抑制。当有用信号与载波信号或干扰信号的频率在频域上距离比较近，使得滤波器的通带与阻带之间的过渡带很窄，或载波信号或干扰信号的幅度比有用信号大很多时，滤波器的设计会变得非常复杂。例如在采用磁调制技术进行直流电流和剩余电流检测的应用中，载波信号通常在2KHz~10KHz，而被测信号的频率最高可达1KHz，且载波信号的幅度通常是有用信号幅度的10倍以上，在这种应用环境中滤波器的设计变得复杂，所需硬件资源较多。公知的技术大多采用模拟电路或数字电路实现多阶滤波器，多阶滤波器通常为5阶~8阶巴特沃斯滤波器或切比雪夫滤波器。另一种公知的技术是采用谱分析的方法，先将采样的时域信号通过傅里叶变换转为频域的信号，然后在频域范围内进行滤波和分析。这些技术都需要复杂的电路结构和硬件资源，如5阶~8阶模拟滤波器需要至少3级到4级的运算放大器，而数字滤波器或频谱分析的技术首先需要在进行数字信号处理前先将含有载波信号的模拟调制信号通过模数转换器（ADC）转换为数字信号，由于载波信号的幅度比有用信号的幅度大的多，以及载波信号通常含有高频成分的信号，使得对于模数转换器的转换速率和精度有较高的要求。此外，频谱分析所需的时域-频域转换以及频率滤波都需要较复杂的软件或硬件资源，使得整体解决方案变得复杂，实现成本较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种信号解调电路，结构简单、设计方便、所需硬件资源少。为了达到上述目的，本专利技术提供一种信号解调电路，包含：积分器模块，其输入端输入调制信号，用于对输入信号进行积分；数据采集模块，其输入端连接积分器模块的输出端，用于对积分器模块的输出进行数据采集并输出有用信号；所述的积分器模块具有清零信号，在一个积分周期开始时，清零信号将积分器模块清零，在一个积分周期结束时，数据采集模块对积分器模块的输出进行数据采集。所述的清零信号的脉冲宽度小于积分周期。在一个实施例中，所述的积分器模块为模拟积分器，该模拟积分器包含：运算放大器、电阻、电容和开关，运算放大器的正极输入端接地，负极输入端连接电阻，电容一端连接运算放大器的输出端，另一端连接运算放大器的负极输入端，开关与电容并联，开关的一端连接运算放大器的输出端，另一端连接运算放大器的负极输入端，清零信号控制开关的导通与断开，当清零信号为低电平时，开关处于断开状态，由运算放大器、电阻和电容组成的积分器对输入信号进行积分操作，当清零信号为高电平时，开关导通，对电容放电，由运算放大器、电阻和电容组成的积分器的输出端被清零。所述的数据采集模块为采样保持电路，该采样保持电路包含：开关和电容，开关的一端连接运算放大器的输出端，另一端连接数据采集模块的输出端，电容的一端连接数据采集模块的输出端，另一端接地，采样时钟信号控制开关的导通和断开，当采样时钟信号为高电平时，开关导通，运算放大器输出端的信号被采样到电容上，当采样时钟信号为低电平时，开关断开，电容上信号保持不变，直到下一次采样时被更新。所述的采样时钟信号的频率与清零信号的频率相同，采样时钟信号的脉冲宽度小于积分周期。在另一个实施例中，所述的数据采集模块为模数转换器。在另一个实施例中，所述的信号解调电路还包含模数转换器，调制信号首先连接到模数转换器的输入端，模数转换器将模拟的调制信号转换为数字域的信号，模数转换器的输出端连接积分器模块的输入端。所述的积分器模块为累加器。所述的数据采集模块为寄存器电路。在另一个实施例中，所述的信号解调电路还包含数字信号处理器，该数字信号处理器的输入端连接数据采集模块的输出端。本专利技术能够通过简单的电路结构，利用极少的硬件资源，有效地将有用信号从含有载波信号的调制信号中提取出来，当需要转换为数字信号进行处理分析时，对所需数模转换器的转换速度和精度的要求较低。附图说明图1是本专利技术提供的一种信号解调电路的电路结构示意图。图2是常见的载波信号波形。图3是有用信号与载波信号以及两者叠加形成的调制波信号。图4是本专利技术的第一实施例的电路结构示意图。图5是本专利技术的第一实施例中各节点的波形。图6是本专利技术的第二实施例的电路结构示意图。图7是本专利技术的第三实施例的电路结构示意图。具体实施方式以下根据图1～图7，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示，本专利技术提供一种信号解调电路，用于将有用信号从叠加有载波信号的调制波信号中分离出来，其包含：积分器模块1，其输入端输入调制信号，用于对输入信号进行积分，该积分器模块1具有清零信号，该清零信号在每个积分周期内对积分器模块1的输出端进行清零操作；数据采集模块2，其输入端连接积分器模块1的输出端，输出端输出有用信号，用于对积分器模块1的输出进行数据采集。含有有用信号和载波信号的调制信号由积分器模块1的输入端输入，积分器模块1对输入的信号进行积分操作，外部电路提供清零信号给积分器模块1，清零信号在每个积分周期内对积分器模块1的输出端进行清零操作，清零信号的脉冲宽度远远小于积分周期，即积分器模块1仅对一个积分周期内的调制信号进行积分，积分器模块1的输出端连接到数据采集模块2的输入端，数据采集模块2在每个积分周期结束时对积分器模块1的输出结果进行采集，所采集的信号即是有用信号在离散时域的表现形式。如图2所示，载波信号波形可以是波形规则的正弦波形、三角波形或方波，也可以是波形不规则的波形，如采用磁调制技术产生的载波波形。载波信号具有在特定积分周期内积分为零的特点。调制信号由载波信号叠加有用信号构成，图3所示为有用信号、采用磁调制技术产生的复杂载波信号，以及两者叠加形成的调制波信号的波形。在本实施例中，由于载波信号在单个载波周期内的积分为零，因此，积分周期可以等于载波周期，调制信号在积分器模块内进行一个积分周期的积分后输出的结果即为有用信号在该积分周期内的积分。通过对每个积分周期内的调制波信号进行积分操作即可提取出有用信号。如图4所示，在本专利技术的第一实施例中，积分器模块采用公知的模拟积分器，该模拟积分器包含运算放大器U、电阻R0、电容C0和开关S0，运算放大器U的正极输入端接地，负极输入端连接电阻R0，电容C0一端连接运算放大器的输出端，另一端连接运算放大器的负极输入端，开关S0与电容C0并联，一端连接运算放大器的输出端，另一端连接运算放大器的负极输入端，清零信号控制开关S0的导通与断开，当清零信号为低电平时，开关S0处于断开状态，由运算放大器U、电阻R0和电容C0组成的积分器可以对输入信号进行积分操作，当清零信号为高电平时，开关S0导通，对电容放电，由运算放大器U、电阻R0和电容C0组成的积分器的输出端被清零。在每个积分周期开始时，清零信号将模拟积分器输出端信号清零。数据采集模块采用由开关电容电路构成的采样保持电路实现，该采样保持电路包含开关S1和电容C1，开关S1的一端连接运算放大器U的输出端，另一端连接数据采集模块的输出端，电容C1的一端连接数据采集模块的输出端，另一端接地，开关S1的导通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号解调电路，其特征在于，包含：积分器模块，其输入端输入调制信号，用于对输入信号进行积分；数据采集模块，其输入端连接积分器模块的输出端，用于对积分器模块的输出进行数据采集并输出有用信号；所述的积分器模块具有清零信号，在一个积分周期开始时，清零信号将积分器模块清零，在一个积分周期结束时，数据采集模块对积分器模块的输出进行数据采集。

【技术特征摘要】
1.一种信号解调电路，其特征在于，包含：积分器模块，其输入端输入调制信号，用于对输入信号进行积分；数据采集模块，其输入端连接积分器模块的输出端，用于对积分器模块的输出进行数据采集并输出有用信号；所述的积分器模块具有清零信号，在一个积分周期开始时，清零信号将积分器模块清零，在一个积分周期结束时，数据采集模块对积分器模块的输出进行数据采集。2.如权利要求1所述的信号解调电路，其特征在于，所述的清零信号的脉冲宽度小于积分周期。3.如权利要求1所述的信号解调电路，其特征在于，所述的积分器模块为模拟积分器，该模拟积分器包含：运算放大器、电阻、电容和开关，运算放大器的正极输入端接地，负极输入端连接电阻，电容一端连接运算放大器的输出端，另一端连接运算放大器的负极输入端，开关与电容并联，开关的一端连接运算放大器的输出端，另一端连接运算放大器的负极输入端，清零信号控制开关的导通与断开，当清零信号为低电平时，开关处于断开状态，由运算放大器、电阻和电容组成的积分器对输入信号进行积分操作，当清零信号为高电平时，开关导通，对电容放电，由运算放大器、电阻和电容组成的积分器的输出端被清零。4.如权利要求3所述的信号解调电路，其特征在于，所述的数据采集模块为采样保持电路，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝树森，俞军，刘阳，马骏，
申请(专利权)人：上海复旦微电子集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31