調幅信號包絡檢波方法和系統的製作方法
2023-07-13 21:32:06 1
調幅信號包絡檢波方法和系統的製作方法
【專利摘要】一種調幅信號包絡檢波方法和系統，其方法包括：獲取調幅信號和該調幅信號對應的載波信號的頻率；根據頻率獲得周期時間；根據所述周期時間將所述調幅信號進行四分之一周期延時，獲得第一延時信號，根據所述周期時間將所述調幅信號進行二分之一周期延時，獲得第二延時信號；將所述調幅信號與所述第二延時信號的差值與二分之一相乘，獲得第三信號；將第一延時信號進行平方運算，獲得第一平方運算信號，將第三信號進行平方運算，獲得第二平方運算信號；將第一平方運算信號與第二平方運算信號求和並開方運算，獲得調幅信號的包絡信號。本方案能夠避免檢波過程中產生的包絡信號失真，有效提高包絡信號的準確度。
【專利說明】調幅信號包絡檢波方法和系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及信號處理【技術領域】，特別是涉及一種調幅信號包絡檢波方法和系統。
【背景技術】
[0002] 調製就是發送端將要傳送的信號（它的頻率一般是較低的）附加在高頻振蕩信號 上。其中，將信號附加在高頻振蕩上，就是利用信號來控制高頻振蕩的某一參數，使這個參 數隨信號而變化，高頻震蕩波就是攜帶信號的運載工具，故也叫載波。在接收端經過解調， 把載波所攜帶的信號取出來，還原信息，解調過程也叫檢波。
[0003] 用調製信號控制載波信號的幅值得到的信號也稱為調幅信號。調幅信號的包絡本 質上代表了調製信號。常規包絡檢波方法輸出信號中存在較大的殘餘波動量，需要採用低 通濾波環節對包絡信號進行平滑。
[0004] 當載波信號的頻率較低、調製信號頻率與載波信號頻率在數量級上差別不大時， 低通濾波環節將對包絡信號產生較大的相位失真和幅值失真。從而使常規包絡檢波方法得 到的包絡信號存在較大的相位失真和幅值失真。
[0005] 如，在電網電壓閃變測量中，電網電壓信號相當於載波信號，電壓閃變信號相當 於調製信號，電網電壓閃變測量本質上是一種包絡檢波。由於電網頻率為50Hz，相對較低， 電網電壓閃變頻率在數Hz以下，它們之間在數量級上差別不大。因而用常規的包絡檢波方 法將產生較大的包絡信號失真或者輸出信號中存在較大的殘餘波動量，嚴重影響電網電壓 閃變測量的準確度。
【發明內容】
[0006] 基於此，有必要針對包絡檢波過程中產生包絡信號失真的問題，提供一種調幅信 號包絡檢波方法和系統。
[0007] -種調幅信號包絡檢波方法，包括步驟：
[0008] 獲取調幅信號和該調幅信號對應的載波信號的頻率；
[0009] 根據所述頻率，獲得周期時間；
[0010] 根據所述周期時間將所述調幅信號進行四分之一周期延時，獲得第一延時信號， 根據所述周期時間將所述調幅信號進行二分之一周期延時，獲得第二延時信號；
[0011] 將所述調幅信號與所述第二延時信號的差值與二分之一相乘，獲得第三信號；
[0012] 將第一延時信號進行平方運算，獲得第一平方運算信號，將第三信號進行平方運 算，獲得第二平方運算信號；
[0013] 將第一平方運算信號與第二平方運算信號求和並開方運算，獲得所述調幅信號的 包絡信號。
[0014] 一種調幅信號包絡檢波系統，包括：
[0015] 頻率獲取模塊，用於獲取調幅信號和該調幅信號對應的載波信號的頻率；
[0016] 周期時間確定模塊，用於根據所述頻率，獲得周期時間；
[0017] 延時模塊，用於根據所述周期時間將所述調幅信號進行四分之一周期延時，獲得 第一延時信號，根據所述周期時間將所述調幅信號進行二分之一周期延時，獲得第二延時 信號；
[0018] 計算模塊，用於將所述調幅信號與所述第二延時信號的差值與二分之一相乘，獲 得第三信號；將第一延時信號進行平方運算，獲得第一平方運算信號，將第三信號進行平方 運算，獲得第二平方運算信號；將第一平方運算信號與第二平方運算信號求和並開方運算， 獲得所述調幅信號的包絡信號。
[0019] 上述調幅信號包絡檢波方法和系統，根據載波信號的頻率獲得周期時間，根據周 期時間將調幅信號進行四分之一周期延時和二分之一周期延時，將所述調幅信號與所述第 二延時信號的差值與二分之一相乘，獲得第三信號；並計算第一延時信號、第三信號的平方 和，開方獲得調幅信號的包絡信號。得到的包絡信號具有低幅值誤差和零相位特性，得到包 絡信號中的調製成分能夠真實反映原調製信號的特性，因而具有重要的實際應用價值。特 別是針對載波信號和調製信號的頻率在數量級上相差不大時，能夠避免檢波過程中產生的 包絡信號失真，能夠有效提高包絡信號的準確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明調幅信號包絡檢波方法實施例的流程示意圖；
[0021] 圖2為本發明調幅信號包絡檢波系統實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施方式不限於 此。
[0023] 如圖1所示，為本發明調幅信號包絡檢波方法實施例的流程示意圖，包括步驟：
[0024] 步驟S101 :獲取調幅信號和該調幅信號對應的載波信號的頻率；
[0025] 在獲取載波頻率時，還可以獲取正弦波調製信號對載波信號的調幅度、正弦波調 制信號的頻率、載波信號的峰值。
[0026] 步驟S102 :根據所述頻率，獲得周期時間；
[0027] 步驟S103 :根據所述周期時間將所述調幅信號進行四分之一周期延時，獲得第一 延時信號；
[0028] 步驟S104 :根據所述周期時間將所述調幅信號進行二分之一周期延時，獲得第二 延時信號；
[0029] 步驟S105 :將所述調幅信號與所述第二延時信號的差值與二分之一相乘，獲得第 二?目號；
[0030] 步驟S106 :將第一延時信號進行平方運算，獲得第一平方運算信號；
[0031] 步驟S107 :將第三信號進行平方運算，獲得第二平方運算信號；
[0032] 步驟S108 :將第一平方運算信號與第二平方運算信號求和並開方運算，獲得所述 調幅信號的包絡信號。
[0033] 本實施例根據載波信號的頻率獲得周期時間，根據周期時間將調幅信號進行四分 之一周期延時和二分之一周期延時，將所述調幅信號與所述第二延時信號的差值與二分之 一相乘，獲得第三信號；並計算第一延時信號、第三信號的平方和，開方獲得調幅信號的包 絡信號。得到的包絡信號具有低幅值誤差和零相位特性，得到包絡信號中的調製成分能夠 真實反映原調製信號的特性，因而具有重要的實際應用價值。特別是針對載波信號和調製 信號的頻率在數量級上相差不大時，能夠避免檢波過程中產生的包絡信號失真，能夠有效 提高包絡信號的準確度。
[0034] 在其中一個實施例中，調幅信號為電網電壓閃變信號，本實施例可以用於電網電 壓閃變測量，能夠有效提高電網電壓閃變測量的準確度。
[0035] 在其中一個實施例中，所述調幅信號為用零相位的低頻正弦波進行調製獲得的信 號。由於載波信號和調製信號的頻率在數量級上相差不大，本實施例可以避免檢波過程中 產生的包絡信號失真，能夠有效提高包絡信號的準確度。
[0036] 在其中一個實施例中，以第一延時信號為參考基準，米用以下公式計算第一延時 信號：
[0037] UT/4 (t) = [1+M sin ( Ω t) ] A sin (ω t)
[0038] 採用以下公式計算第二延時信號：
[0039]
【權利要求】
1. 一種調幅信號包絡檢波方法，其特徵在於，包括步驟： 獲取調幅信號和該調幅信號對應的載波信號的頻率； 根據所述頻率，獲得周期時間； 根據所述周期時間將所述調幅信號進行四分之一周期延時，獲得第一延時信號，根據 所述周期時間將所述調幅信號進行二分之一周期延時，獲得第二延時信號； 將所述調幅信號與所述第二延時信號的差值與二分之一相乘，獲得第三信號； 將第一延時信號進行平方運算，獲得第一平方運算信號，將第三信號進行平方運算，獲 得第二平方運算信號； 將第一平方運算信號與第二平方運算信號求和並開方運算，獲得所述調幅信號的包絡 信號。
2. 根據權利要求1所述的調幅信號包絡檢波方法，其特徵在於，所述調幅信號為用零 相位的低頻正弦波進行調製獲得的信號。
3. 根據權利要求2所述的調幅信號包絡檢波方法，其特徵在於，以第一延時信號為參 考基準，採用以下公式計算第一延時信號： UT/4(t) = [1+M sin(Qt)]A sin(cot) 採用以下公式計算第二延時信號：
採用以下公式計算第三信號： U_(t) = [1+M sin(Qt)cosa]A cos(cot) 採用以下公式計算第一平方運算信號：
採用以下公式計算第二平方運算信號：
採用以下公式計算調幅信號解調後的包絡信號：
其中，調幅信號採用以下公式表示：
uT/4(t)表示所述第一延時信號，uT/2(t)表示所述第二延時信號，u_(t)表示所述第三信 號，Ui(t)表示所述第一平方運算信號，u2(t)表示所述第二平方運算信號，UM(t)表示包絡 信號，Ui(t)表示調幅信號，Μ表示正弦波調製信號對載波信號的調幅度，Ω表示正弦波調 制信號的頻率，a表示正弦波調製信號的移相值，A表示載波信號的峰值，ω 表示載波信號的頻率，t表示過程時間。
4. 根據權利要求1至3任意一項所述的調幅信號包絡檢波方法，其特徵在於，所述調幅 信號為電網電壓閃變信號。
5. -種調幅信號包絡檢波系統，其特徵在於，包括： 頻率獲取模塊，用於獲取調幅信號和該調幅信號對應的載波信號的頻率； 周期時間確定模塊，用於根據所述頻率，獲得周期時間； 延時模塊，用於根據所述周期時間將所述調幅信號進行四分之一周期延時，獲得第 一延時信號，根據所述周期時間將所述調幅信號進行二分之一周期延時，獲得第二延時信 號； 計算模塊，用於將所述調幅信號與所述第二延時信號的差值與二分之一相乘，獲得第 三信號；將第一延時信號進行平方運算，獲得第一平方運算信號，將第三信號進行平方運 算，獲得第二平方運算信號；將第一平方運算信號與第二平方運算信號求和並開方運算，獲 得所述調幅信號的包絡信號。
6. 根據權利要求5所述的調幅信號包絡檢波系統，其特徵在於，所述調幅信號為用零 相位的低頻正弦波進行調製獲得的信號。
7. 根據權利要求6所述的調幅信號包絡檢波系統，其特徵在於，以第一延時信號為參 考基準，所述延時模塊採用以下公式計算第一延時信號： UT/4(t) = [1+M sin(Qt)]A sin(cot) 所述延時模塊採用以下公式計算第二延時信號：
所述計算模塊採用以下公式計算第三信號： U_(t) = [1+M sin(Qt)cosa]A cos(cot) 所述計算模塊採用以下公式計算第一平方運算信號：
所述計算模塊採用以下公式計算第二平方運算信號：
所述計算模塊採用以下公式計算調幅信號解調後的包絡信號：
其中，調幅信號採用以下公式表示：
uT/4(t)表示所述第一延時信號，uT/2(t)表示所述第二延時信號，u_(t)表示所述第三信 號，Ui(t)表示所述第一平方運算信號，u2(t)表示所述第二平方運算信號，UM(t)表示包絡 信號，Ui(t)表示調幅信號，Μ表示正弦波調製信號對載波信號的調幅度，Ω表示正弦波調 制信號的頻率，a表示正弦波調製信號的移相值，
A表示載波信號的峰值，ω 表示載波信號的頻率，t表示過程時間。
8.根據權利要求5至7任意一項所述的調幅信號包絡檢波系統，其特徵在於，所述調幅 信號為電網電壓閃變信號。
【文檔編號】H03C1/06GK104218894SQ201410455881
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】李軍, 旁志強, 萬文軍 申請人:廣東電網公司電力科學研究院