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- LVDT定位傳感器中非線性問題的解決方法-數(shù)字異步振幅解調(diào)技術(shù)
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/9/24
自上個世紀初 AM 無線電廣播傳輸?shù)呐d起,振幅解調(diào)技術(shù)就一直存在。無論在模擬域還是數(shù)字域,都存在可從信號中提取振幅信息的眾多解決方案。此外,解調(diào)進程不僅能提取信號的振幅,同時也能提取傳感器輸出信號相對于傳感器激勵的相位信息。前一種解調(diào)技術(shù)被稱為異步解調(diào),而后一種技術(shù)則被稱為同步解調(diào)。
根據(jù)上述定義,本文的側(cè)重點將限定在一個特定的振幅-提取技術(shù)類別,即數(shù)字異步振幅解調(diào)。
為什么這一小類技術(shù)至關(guān)重要呢?隨著混合信號集成電路(IC) 高級制造技術(shù)的問世,我們可使用混合信號信號處理器為各種類型的-傳感器提供支持。采用此類傳感器時,信號調(diào)節(jié)一部分在模擬域中進行,一部分在數(shù)字域中進行。雖然信號調(diào)節(jié)架構(gòu)已具有量化功能,但如果設(shè)計得當,這類器件能夠帶來靈活性,為大多數(shù)傳感器應用提供足夠的準確度。應用工程師能夠輕松為其特定應用方案定制信號調(diào)節(jié)器,從而可加速其產(chǎn)品開發(fā)進程。
TI 推出的 PGA450-Q1 就是混合信號信號調(diào)節(jié)器的典型范例,可用于超聲波停車輔助應用中采用的汽車傳感器。具體而言,該信號調(diào)節(jié)器先使用放大器將電信號放大,然后再使用數(shù)字異步振幅解調(diào)技術(shù)提取信號振幅。
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,可提取每個頻率周期的傳感器輸出信號峰值,也就是說,該過程將在底層載波信號的頻率下使信號及時離散。
如果我們已經(jīng)知道了底層信號的頻率(通常都是這樣的),而且如果信號呈正弦波(這是典型的高頻率激勵信號),則提取的峰值就是每個周期中正弦波的振幅。也就是說,第 n 個載波頻率周期的峰值可以表達為下列數(shù)學式:
PGA450-Q1 可實施峰值解調(diào)法。
均值法
采用異步解調(diào)法時,可首先對傳感器信號進行整流。整流輸出隨后使用低通濾波器進行濾波。等式 1 中描述的信號全波整流輸出用數(shù)學式表達為:
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為:
然后使用增益為 0dB、截止頻率為ωC 的低通濾波器對整流輸出進行濾波,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。(未完待續(xù))
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