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發(fā)布日期:2022-10-07 點(diǎn)擊率:48
自上個(gè)世紀(jì)初 AM 無(wú)線(xiàn)電廣播傳輸?shù)呐d起,振幅解調(diào)技術(shù)就一直存在。無(wú)論在模擬域還是數(shù)字域,都存在可從信號(hào)中提取振幅信息的眾多解決方案。此外,解調(diào)進(jìn)程不僅能提取信號(hào)的振幅,同時(shí)也能提取傳感器輸出信號(hào)相對(duì)于傳感器激勵(lì)的相位信息。前一種解調(diào)技術(shù)被稱(chēng)為異步解調(diào),而后一種技術(shù)則被稱(chēng)為同步解調(diào)。
根據(jù)上述定義,本文的側(cè)重點(diǎn)將限定在一個(gè)特定的振幅-提取技術(shù)類(lèi)別,即數(shù)字異步振幅解調(diào)。
為什么這一小類(lèi)技術(shù)至關(guān)重要呢?隨著混合信號(hào)集成電路(IC) 高級(jí)制造技術(shù)的問(wèn)世,我們可使用混合信號(hào)信號(hào)處理器為各種類(lèi)型的-傳感器提供支持。采用此類(lèi)傳感器時(shí),信號(hào)調(diào)節(jié)一部分在模擬域中進(jìn)行,一部分在數(shù)字域中進(jìn)行。雖然信號(hào)調(diào)節(jié)架構(gòu)已具有量化功能,但如果設(shè)計(jì)得當(dāng),這類(lèi)器件能夠帶來(lái)靈活性,為大多數(shù)傳感器應(yīng)用提供足夠的準(zhǔn)確度。應(yīng)用工程師能夠輕松為其特定應(yīng)用方案定制信號(hào)調(diào)節(jié)器,從而可加速其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)程。
TI 推出的 PGA450-Q1 就是混合信號(hào)信號(hào)調(diào)節(jié)器的典型范例,可用于超聲波停車(chē)輔助應(yīng)用中采用的汽車(chē)傳感器。具體而言,該信號(hào)調(diào)節(jié)器先使用放大器將電信號(hào)放大,然后再使用數(shù)字異步振幅解調(diào)技術(shù)提取信號(hào)振幅。
探討數(shù)字異步振幅解調(diào)技術(shù)的兩種方法:峰值法和均值法。
峰值法
在本異步解調(diào)方法中,可提取每個(gè)頻率周期的傳感器輸出信號(hào)峰值,也就是說(shuō),該過(guò)程將在底層載波信號(hào)的頻率下使信號(hào)及時(shí)離散。
如果我們已經(jīng)知道了底層信號(hào)的頻率(通常都是這樣的),而且如果信號(hào)呈正弦波(這是典型的高頻率激勵(lì)信號(hào)),則提取的峰值就是每個(gè)周期中正弦波的振幅。也就是說(shuō),第 n 個(gè)載波頻率周期的峰值可以表達(dá)為下列數(shù)學(xué)式:
PGA450-Q1 可實(shí)施峰值解調(diào)法。
均值法
采用異步解調(diào)法時(shí),可首先對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行整流。整流輸出隨后使用低通濾波器進(jìn)行濾波。等式 1 中描述的信號(hào)全波整流輸出用數(shù)學(xué)式表達(dá)為:
其中 u(t) 是振幅等于 1、頻率等于ωC 的方波。
因此,整流后的輸出可以表達(dá)為:
然后使用增益為 0dB、截止頻率為ωC 的低通濾波器對(duì)整流輸出進(jìn)行濾波,濾波后的輸出可表示為:
公式 6 表示可使用這種方法提取信號(hào)。(未完待續(xù))
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