CN114035460A - 一种调制和解调信号的同步控制方法以及装置 - Google Patents

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李璟
卢增雄
杨光华
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Abstract

本公开提供调制和解调信号的同步控制方法以及装置，调制和解调信号的同步控制方法包括获取外部同步脉冲以及时钟信号，形成同步信号根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号。在本公开提供的技术方案中，使用同步采集机制，可同时控制解调采集信号和调制信号输出，具有灵活的网络拓扑结构，能够完成测控系统光电信号精确的同步控制和高精度并行计算；同步信号输入到FPGA模块内，由FPGA模块进行控制，FPGA模块收到外同步信号后，同时控制解调信号采集和调制信号输出。对光信号的同步调制产生以及解调信号采集能够实现同步控制。

Description

一种调制和解调信号的同步控制方法以及装置
技术领域
本公开涉及测控系统技术领域，特别涉及一种调制和解调信号的同步控制方法以及装置。
背景技术
随着不同应用场合的先进测控系统对性能和分辨力要求的逐步提高，对同步精度、多路信息融合、控制实时性等要求越来越高，与此相应的，对控制系统数据处理能力、实时性能以及稳定性、可靠性提出了更加苛刻的要求。
目前测控系统中，光电信号的调制信号的产生是通过单独的光源调制板卡产生，解调信号采集是通过进行数据采集板卡进行控制，此方式的缺点是分别进行控制，不能同时对两者进行操作，增加了系统操作的复杂性，难以满足先进测控系统对控制实时性和便捷性的要求。
发明内容
本公开的主要目的是提出一种调制和解调信号的同步控制方法以及装置，旨在解决测控系统中调制和解调信号无法同时操作的问题。
为实现上述目的，本公开提供一种调制和解调信号的同步控制方法，包括：
获取外部同步脉冲以及时钟信号，形成同步信号；
根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号。
可选的，根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号的步骤包括：
根据所述同步信号，获取基本波形信号；
根据所述基本波形信号以及所述同步信号，产生所述调制信号。
可选的，根据所述同步信号，获取基本波形信号的步骤包括：
根据所述同步信号，产生指令信号；
根据所述指令信号，获取CPU数据以及门铃复位信号；
根据所述门铃复位信号，控制循环读取CPU数据并等待下一CPU数据，得到所述基本波形信号。
可选的，根据所述同步信号，控制产生调制信号以及采集解调信号的步骤还包括：
获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号；
根据所述模拟信号以及所述同步信号，采集所述解调信号。
可选的，获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号的步骤包括：
获取光信号，将所述光信号转换为电信号；
将所述电信号隔离处理，得到隔离电信号；
将所述隔离电信号放大滤波，得到所述模拟信号。
本公开还提供一种调制和解调信号的同步控制装置，包括：
FPGA模块，用于获取外部同步脉冲以及时钟信号，形成同步信号；以及，
工作模块，与所述FPGA模块电性连接，用于根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号。
可选的，所述工作模块包括：
调制信号产生单元，与所述FPGA模块电性连接，用于根据所述同步信号，获取基本波形信号；以及，
DA模块单元，与所述FPGA模块电性连接，用于根据所述基本波形信号以及所述同步信号，产生所述调制信号。
可选的，所述调制信号产生单元包括：
指令子单元，用以根据所述同步信号，产生指令信号；
数据采集子单元，用以根据所述指令信号，获取CPU数据以及门铃复位信号；以及，
数据子单元，用以根据所述门铃复位信号，控制循环读取CPU数据并等待下一CPU数据，得到所述基本波形信号。
可选的，所述工作模块还包括：
解调信号采集单元，用以获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号；以及，
AD模块单元，与所述解调信号采集单元电性连接，且与所述FPGA模块电性连接，用以根据所述模拟信号以及所述同步信号，采集所述解调信号。
可选的，所述解调信号采集单元包括：
光电转换子单元，用以获取光信号，将所述光信号转换为电信号；
信号隔离子单元，用以将所述电信号隔离处理，得到隔离电信号；以及，
信号处理子单元，用以将所述隔离电信号放大滤波，得到所述模拟信号。
在本公开提供的技术方案中，使用同步采集机制，可同时控制解调采集信号和调制信号输出，具有灵活的网络拓扑结构，能够完成测控系统光电信号精确的同步控制和高精度并行计算；在本公开中，同步信号输入到FPGA模块内，由FPGA模块进行控制，FPGA模块收到外同步信号后，同时控制解调信号采集和调制信号输出。对光信号的同步调制产生以及解调信号采集能够实现同步控制，即可满足先进测控系统特别是电控子系统中对数据同步控制以及数据实时处理的相关的要求，更有利于测控系统的整体性能。
附图说明
图1为本公开调制和解调信号的同步控制装置一实施例的连接结构示意图；
图2为同步信号输入模块一实施例的连接结构示意图；
图3为图1中工作模块一实施的连接结构示意图；
图4为图3中调制信号产生单元的连接结构示意图；
图5为图1中工作模块另一实施的连接结构示意图；
图6为图5中解调信号采集单元的连接结构示意图；
图7为本公开提供的调制和解调信号的同步控制装置提供的时序示意图；
图8为本公开调制和解调信号的同步控制方法的一实施例的流程示意图；
图9为本公开调制和解调信号的同步控制方法的软件控制流程。
附图标记说明：
标号 名称 标号 名称
100 同步控制装置 213 数据子单元
1 FPGA模块 22 DA模块单元
11 同步信号输入模块 23 解调信号采集单元
12 控制模块 231 光电转换子单元
2 工作模块 232 信号隔离子单元
21 调制信号产生单元 233 信号处理子单元
211 指令子单元 24 AD模块单元
212 数据采集子单元
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明，若本公开实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本公开实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本公开要求的保护范围之内。
请参阅图1，本公开提供一种调制和解调信号的同步控制装置100，包括FPGA模块1以及工作模块2；FPGA模块1用于获取外部同步脉冲以及时钟信号，形成同步信号；工作模块2与所述FPGA控制模块1电性连接，用于根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号。
在本公开提供的技术方案中，FPGA模块1收到外部同步信号后，同时控制工作模块3解调信号采集和调制信号输出。
需要说明的是，FPGA模块1包括同步信号输入模块11以及控制模块12，同步信号输入模块11获取的外部同步脉冲形成同步信号，同步信号输入到控制模块12。
另外，请参阅图2，同步信号输入模块11内包括电性连接的逻辑控制单元以及时钟同步单元，外部同步脉冲进入到FPGA模块1内，与时钟信号相互作用，输入到逻辑控制单元，在逻辑控制单元产生用于控制调制信号产生及其解调信号采集的同步信号，并电性连接至同步时钟单元内。
进一步的，请参阅图3，工作模块2包括调制信号产生单元21以及DA模块单元22；调制信号产生单元21与所述控制模块12电性连接，用于根据所述同步信号，获取基本波形信号；DA模块单元22与所述控制模块12电性连接，用于根据所述基本波形信号以及所述同步信号，产生所述调制信号。在本实施例中；控制模块12接收到调制信号产生单元21的基本波形信号后，通过DA模块单元22，产生相应的调制信号并将调制信号输出。
需要说明的是；基本波形信号为基本调制正弦波形；在控制模块12和DA模块单元22相互作用的过程中，通过产生步长增量Δ控制调制正弦波的频率；通过乘法器来改变正弦波的幅度数值，输出调制可控的正弦波。
更进一步的，请参阅图4，所述调制信号产生单元21包括指令子单元211、数据采集子单元212以及数据子单元213；指令子单元211用以根据所述同步信号，产生指令信号；数据采集子单元212用以根据所述指令信号，获取CPU数据以及门铃复位信号；数据子单元213用以根据所述门铃复位信号，控制循环读取CPU数据并等待下一CPU数据，得到所述基本波形信号。
另外，请参阅图5，所述工作模块2还包括解调信号采集单元23以及AD模块单元24；解调信号采集单元23用以获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号；AD模块单元24与解调信号采集单元23电性连接，且与控制模块12电性连接，用以根据所述模拟信号以及所述同步信号，采集所述解调信号。AD模块23将采集的模拟信号转换为数字信号，通过同步信号的时序控制，控制模块12对解调信号进行采集。
进一步的，请参阅图6，所述解调信号采集单元23包括光电转换子单元231、信号隔离子单元232以及信号处理子单元233；光电转换子单元231用以获取光信号，将所述光信号转换为电信号；信号隔离子单元232用以将所述电信号隔离处理，得到隔离电信号；信号处理子单元233用以将所述隔离电信号放大滤波，得到所述模拟信号。在光电转换子单元231中，光信号通过光电二极管，将光信号转变为电信号，传输到信号隔离子单元232中，通过光电耦合器对信号进行隔离，将隔离后的信号输入到信号处理子单元233，对电信号进行放大滤波。
请参阅图7，为本公开提供的时序示意图。采用外部同步脉冲方式。外部同步脉冲之间的时间间隔Tsync为2us。在此发明中，当外部同步脉冲到达时，与时钟信号配合，产生控制时序信号CNV_MODUL和CNV_DEMODU，分别控制产生调制信号和采集解调信号。
请参阅图8，基于上述调制和解调信号的同步控制装置，本公开还提供一种调制和解调信号的同步控制方法，包括：
S10、获取外部同步脉冲以及时钟信号，形成同步信号；
S20、根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号。
在本公开提供的技术方案中，使用同步采集机制，可同时控制解调采集信号和调制信号输出，具有灵活的网络拓扑结构，能够完成测控系统光电信号精确的同步控制和高精度并行计算；对光信号的同步调制产生以及解调信号采集能够实现同步控制，即可满足先进测控系统特别是电控子系统中对数据同步控制以及数据实时处理的相关的要求，更有利于测控系统的整体性能。
进一步的，在本实施例中，步骤S20包括：
S21、根据所述同步信号，获取基本波形信号；
S22、根据所述基本波形信号以及所述同步信号，产生所述调制信号。
在本实施例中，外界上位机端产生基本调制正弦波形，在同步信号的时序控制下，输出调制信号。
更进一步的，步骤S21包括：
S211、根据所述同步信号，产生指令信号；
S212、根据所述指令信号，获取CPU数据以及门铃复位信号；
S213、根据所述门铃复位信号，控制循环读取CPU数据并等待下一CPU数据，得到所述基本波形信号。
另外，在本实施例中，其特征在于，步骤S20还包括：
S23、获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号；
S24、根据所述模拟信号以及所述同步信号，采集所述解调信号。
更进一步的，步骤S23包括：
S231、获取光信号，将所述光信号转换为电信号；
S232、将所述电信号隔离处理，得到隔离电信号；
S233、将所述隔离电信号放大滤波，得到所述模拟信号。
请参阅图9，基于上述方法，本公开提出一种软件控制流程，在本公开中，根据是否收到外部同步脉冲，控制从时钟同步单元内获取时钟信号，进而同时进行数据采样以及调制信号的产生。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调制和解调信号的同步控制方法，其特征在于，包括：
获取外部同步脉冲以及时钟信号，形成同步信号；
根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号。
2.如权利要求1所述的调制和解调信号的同步控制方法，其特征在于，根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号的步骤包括：
根据所述同步信号，获取基本波形信号；
根据所述基本波形信号以及所述同步信号，产生所述调制信号。
3.如权利要求2所述的调制和解调信号的同步控制方法，其特征在于，根据所述同步信号，获取基本波形信号的步骤包括：
根据所述同步信号，产生指令信号；
根据所述指令信号，获取CPU数据以及门铃复位信号；
根据所述门铃复位信号，控制循环读取CPU数据并等待下一CPU数据，得到所述基本波形信号。
4.如权利要求1所述的调制和解调信号的同步控制方法，其特征在于，根据所述同步信号，控制产生调制信号以及采集解调信号的步骤还包括：
获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号；
根据所述模拟信号以及所述同步信号，采集所述解调信号。
5.如权利要求4所述的调制和解调信号的同步控制方法，其特征在于，获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号的步骤包括：
获取光信号，将所述光信号转换为电信号；
将所述电信号隔离处理，得到隔离电信号；
将所述隔离电信号放大滤波，得到所述模拟信号。
6.一种调制和解调信号的同步控制装置，其特征在于，包括：
FPGA模块，用于获取外部同步脉冲以及时钟信号，形成同步信号；以及，
工作模块，与所述FPGA模块电性连接，用于根据所述同步信号，控制产生调制信号以及控制采集解调信号。
7.如权利要求6所述的调制和解调信号的同步控制装置，其特征在于，所述工作模块包括：
调制信号产生单元，与所述FPGA模块电性连接，用于根据所述同步信号，获取基本波形信号；以及，
DA模块单元，与所述FPGA模块电性连接，用于根据所述基本波形信号以及所述同步信号，产生所述调制信号。
8.如权利要求7所述的调制和解调信号的同步控制装置，其特征在于，所述调制信号产生单元包括：
指令子单元，用以根据所述同步信号，产生指令信号；
数据采集子单元，用以根据所述指令信号，获取CPU数据以及门铃复位信号；以及，
数据子单元，用以根据所述门铃复位信号，控制循环读取CPU数据并等待下一CPU数据，得到所述基本波形信号。
9.如权利要求6所述的调制和解调信号的同步控制装置，其特征在于，所述工作模块还包括：
解调信号采集单元，用以获取光信号，根据所述光信号得到模拟信号；以及，
AD模块单元，与所述解调信号采集单元电性连接，且与所述FPGA模块电性连接，用以根据所述模拟信号以及所述同步信号，采集所述解调信号。
10.如权利要求9所述的调制和解调信号的同步控制装置，其特征在于，所述解调信号采集单元包括：
光电转换子单元，用以获取光信号，将所述光信号转换为电信号；
信号隔离子单元，用以将所述电信号隔离处理，得到隔离电信号；以及，
信号处理子单元，用以将所述隔离电信号放大滤波，得到所述模拟信号。
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