一种将模拟信号转换为数字信息的方法
一种将模拟信号转换为数字信息的方法，属于信号处理领域。本发明为了解决现有的信号采样方法存在的采样率高，采样数据量大，采样结果冗余度大等一些问题。该方法包括如下步骤：配置并保存系统参数；发出开始命令，被测信号模块产生包含多个频点的被测模拟信号；被测信号经过功分器后被分为多路被测信号；触发模块产生矩形脉冲触发信号；产生多路各不相同的伪随机序列；信号调理模块对输入的被测信号和伪随机序列进行随机调制，然后将随机调制后的信号输入到采样模块；采样模块捕捉触发信号的下降沿，对步骤五所述的伪随机序列和步骤六所述的随机调制后的信号进行均匀采样；获取信号中的频谱信息。本发明方法用于实现模拟信号到信息的转换。
发明专利
CN201310455727.4
2013-09-29
CN103490783A
2014-01-01
H03M1/12(2006.01)I
哈尔滨工业大学
付宁;邓立宝;宋平凡;乔立岩;姚婷婷
150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109
杨立超
黑龙江;23
一种将模拟信号转换为数字信息的方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤一：配置所述模拟/信息转换系统的软硬件参数，并保存系统参数；步骤二：发出开始命令，被测信号模块产生包含多个频点的被测模拟信号，该信号包含的频率分量个数为K，其中最大频率分量为fmax；步骤三：被测信号经过功分器后被分为多路被测信号；第一路被测信号输入到信号调理模块，其余几路留作备用；所述多路被测信号中每一路信号的参数均相同，且它们的频谱与原信号相比幅值减小；步骤四：触发模块产生矩形脉冲触发信号，同时输入到伪随机序列模块和采样模块；所述矩形脉冲触发信号的高电平持续时间为T，T的大小可以根据系统特性进行适当调整；步骤五：伪随机序列模块捕捉到触发信号的上升沿后，开始产生多路各不相同的伪随机序列；第一路伪随机序列同时输入到信号调理模块和采样模块，其余几路留作备用；所述伪随机序列是一种每个时刻幅值随机取值为±A的二值序列，通过数字到模拟转换的方式产生，幅值随机改变的频率为fp且fp≥2·fmax；步骤六：信号调理模块对输入的被测信号和伪随机序列进行随机调制，然后将随机调制后的信号输入到采样模块；所述随机调制包括信号相乘、调理放大和低通滤波；其中信号相乘采用模拟乘法器实现，其带宽为w1，w1≥fp；调理放大采用固定增益运算放大器实现，其带宽为w2，w2≥fp；低通滤波采用模拟低通滤波器实现，且模拟低通滤波器的截止频率为fc；步骤七：采样模块捕捉触发信号的下降沿，对步骤五所述的伪随机序列和步骤六所述的随机调制后的信号进行均匀采样；对伪随机序列的采样率为fp，采样结果为列向量p[n]，n=1,2,...,N；对随机调制后的信号的采样率为fs，fs≥2·fc；采样结果为列向量y[m]，m=1,2,...M；步骤八：采样模块将采样得到的数据传输到信号重构模块，上位机先根据系统各模块的特性、伪随机序列采样值p[n]、以及傅里叶逆变换矩阵，计算出系统的感知矩阵Θ，即系统的数学模型，其维数为M×N，然后调用信号重构算法，利用感知矩阵Θ和随机调制后的采样结果y[m]获取信号中的频谱信息。