CN116208452A - 一种信号调制度测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号调制度测量方法，本发明通过放大器模块对接收的已调信号进行放大，再通过隔离模块切断功率放大器的反电动势对前级的干扰作用，减小失真度，再用解调模块对已调信号进行解调，通过有效值检波模块测量解调信号有效值，利用信号调理模块将模拟信号变为单片机可接收电压范围以下的数字信号，通过FPGA测频模块测量调频度与最大频偏，然后由单片机判别信号的调制方式，通过读取调幅系数、调频度与最大频偏，以获取已调信号调制度。由此，能够有效解决对信号调制度等参数的测量。本发明能够自动判别调制方式，有效解决对信号调制度（即调幅系数与调频度）、最大频偏的测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号调制度测量方法。
背景技术
随着无线数据传输科学技术的迅速发展，在数据传输网络系统中，由于受到传输速度的制约，人们往往无法使用单一的基带传输，而采用调制方法，不但能够进行频率迁运，将调制信号的频谱搬移到其希望的传播位置上，进而把调制信号转换成更适宜于传播的已调信号，同时也对系统的传输有效性和可信度产生了重要的影响，而调制方法也往往决定整个通信系统的传输特性，所以，能够迅速确定通信系统中信号调制方法是尤为重要的。同时，在实际运用中，由于传输过程中存在噪声和衰减，能够及时检测信号的调制度、频偏、频率等参数是非常有必要的，因此，如何解决对信号调制度的测量已成为信号调制领域不可忽略的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种信号调制度测量方法。
本发明所采用的技术方案有：
一种信号调制度测量方法，包括
1）信号发生器发出AM信号或者FM信号的已调信号经过信号放大后输入至隔离模块，并通过隔离模块减少已调信号的失真度；
2）若输入至隔离模块的已调信号为AM信号，AM信号由隔离模块输出后分为两路，一路进入FPGA测频模块后输出零电压信号，另一路进入具有AM解调单元与FM解调单元的解调模块；
AM信号进入解调模块并同时由AM解调单元与FM解调单元接收后，FM解调单元输出零电压信号至与FM解调单元相连的第三有效值检波模块，并由第三有效值检波模块输出零电压信号；
AM解调单元对AM信号进行解调并得到正弦波信号，正弦波信号输入至与AM解调单元相连的第一有效值检波模块和第二有效值检波模块，并得到两路电压直流信号，
第二有效值检波模块输出的电压直流信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第二判断电压，
第三有效值检波模块输出的零电压信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第三判断电压；
3）若输入至隔离模块的已调信号为FM信号，FM信号由隔离模块输出后分为两路，一路进入FPGA测频模块计算该FM信号的调频度与最大频偏；
另一路进入解调模块并同时由AM解调单元与FM解调单元接收，AM解调单元接收FM信号后输出零电压信号，并将零电压信号分别输入至第一有效值检波模块和第二有效值检波模块，
第二有效值检波模块将零电压信号输出至信号调理模块后由信号调理模块输出第二判断电压；
FM解调单元对FM信号进行解调并得到正弦波信号，正弦波信号输入至第三有效值检波模块，并由第三有效值检波模块输出得到电压直流信号，
第三有效值检波模块输出的电压直流信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第三判断电压；
4）单片机对比第二判断电压与第三判断电压的大小，并确定输入已调信号的类型，
若输入的是AM信号，则单片机采集由第一有效值检波模块输出的电压直流信号，并进行调幅系数计算，并将信号类型与计算结果显示在与单片机相连的显示模块上；
若输入的是FM信号，则单片机采集FPGA测频模块输出的信号，并将信号类型与FPGA测频模块计算结果显示在显示模块上。
进一步地，所述信号调理模块包括LM339芯片和CD4011芯片，
若第二有效值检波模块或第三有效值检波模块输出的为零电压信号，则零电压信号通过LM339芯片后输出0V电压，然后0V电压经过CD4011芯片后输出0-3.3V的电压；
若第二有效值检波模块或第三有效值检波模块输出的电压信号是通过正弦波信号输入而得到的电压直流信号，该电压直流信号LM339芯片后输出5V电压，然后5V电压经过CD4011芯片后输出0V的电压；
在第二判断电压为0-3.3V，而第三判断电压为0V时，单片机判断输入的信号为FM信号；
在第二判断电压为0V，而第三判断电压为0-3.3V时，单片机判断输入的信号为AM信号。
所述AM信号的调幅系数ma计算公式为：
ma=UΩ/Uw；
式子中：UΩ为AM信号中调制信号的幅值，Uw为AM信号中载波信号的幅值；
所述FM信号的调频度与最大频偏通过离散傅氏变换的快速算法进行计算得出。
本发明具有如下有益效果：
本发明能够自动判别调制方式，有效解决对信号调制度（即调幅系数与调频度）、最大频偏的测量。
附图说明
图1为本发明原理框图。
图2为本发明信号调理模块的原理框图。
实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1，本发明一种信号调制度测量方法，包括：
1）信号发生器发出AM信号或者FM信号的已调信号通过VCA810的芯片进行信号放大后输入至隔离模块，并通过隔离模块减少已调信号的失真度；
2）若输入至隔离模块的已调信号为AM信号，AM信号由隔离模块输出后分为两路，一路进入FPGA测频模块后输出零电压信号，另一路进入解调模块。
解调模块包括AM解调单元与FM解调单元，AM信号进入解调模块后同时由AM解调单元与FM解调单元接收，
FM解调单元接收到AM信号后，FM解调单元输出零电压信号至第三有效值检波模块，并由第三有效值检波模块输出零电压信号。
AM解调单元接收到AM信号后，AM信号进行解调并得到正弦波信号，正弦波信号输入至第一有效值检波模块和第二有效值检波模块，由第一有效值检波模块和第二有效值检波模块输出并得到两路电压直流信号。
第二有效值检波模块输出的电压直流信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第二判断电压。
第三有效值检波模块输出的零电压信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第三判断电压。
3）若输入至隔离模块的已调信号为FM信号，FM信号由隔离模块输出后分为两路，一路进入FPGA测频模块计算该FM信号的调频度与最大频偏。另一路进入解调模块，并同时由AM解调单元与FM解调单元接收。
AM解调单元接收FM信号后输出零电压信号，并将零电压信号分别输入至第一有效值检波模块和第二有效值检波模块，第一有效值检波模块和第二有效值检波模块均输出零电压信号，且第二有效值检波模块将零电压信号输出至信号调理模块后由信号调理模块输出第二判断电压。
FM解调单元对FM信号进行解调并得到正弦波信号，正弦波信号输入至第三有效值检波模块，并由第三有效值检波模块输出得到电压直流信号，第三有效值检波模块输出的电压直流信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第三判断电压；
4）单片机对比第二判断电压与第三判断电压的大小，并确定输入已调信号的类型，若输入的是AM信号，则单片机采集由第一有效值检波模块输出的电压直流信号，并进行调幅系数计算，并将信号类型与计算结果显示在与单片机相连的显示模块上；
若输入的是FM信号，则单片机采集FPGA测频模块输出的信号，并将信号类型与FPGA测频模块计算结果显示在显示模块上。
如图2，本发明中的信号调理模块包括LM339芯片和CD4011芯片。LM339芯片的主要功能是对前级交流信号进行整形，CD4011芯片的主要功能是将电平降为单片机可接收电压范围。
具体为，若第二有效值检波模块或第三有效值检波模块输出的为零电压信号，则零电压信号通过LM339芯片后输出0V电压，然后0V电压经过CD4011芯片后输出0-3.3V的电压；
若第二有效值检波模块或第三有效值检波模块输出的电压信号是通过正弦波信号输入而得到的电压直流信号，该电压直流信号LM339芯片后输出5V电压，然后5V电压经过CD4011芯片后输出0V的电压。
单片机判断是否为AM信号或者FM信号时，在第二判断电压为0-3.3V，而第三判断电压为0V时，单片机判断输入的信号为FM信号。在第二判断电压为0V，而第三判断电压为0-3.3V时，单片机判断输入的信号为AM信号。
AM解调单元包括型号为NE564 的芯片和2AP9二极管，2AP9二极管组成的包络检波电路是对AM已调信号进行解调（NE56 4芯片和所述包络检波电路均为现有常规电路，故本发明不对此内容进行赘述）。
FM解调单元为NE564芯片，NE564芯片是超高频通用单片机集成锁相环电路，可用作高速解调器。
FPGA测频模块包括型号为EP3C5的芯片，通过离散傅氏变换的快速算法可以测量信号的最大频偏、调频度。
本发明通过放大器模块（VCA810芯片）对接收的已调信号进行放大，再通过隔离模块切断功率放大器的反电动势对前级的干扰作用，减小失真度，再用解调模块对已调信号进行解调，通过有效值检波模块测量解调信号有效值，利用信号调理模块将模拟信号变为单片机可接收电压范围以下的数字信号，通过FPGA测频模块测量调频度与最大频偏，然后由单片机判别信号的调制方式，通过读取调幅系数、调频度与最大频偏，以获取已调信号调制度。由此，能够有效解决对信号调制度等参数的测量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种信号调制度测量方法，其特征在于：包括
1）信号发生器发出AM信号或者FM信号的已调信号经过信号放大后输入至隔离模块，并通过隔离模块减少已调信号的失真度；
2）若输入至隔离模块的已调信号为AM信号，AM信号由隔离模块输出后分为两路，一路进入FPGA测频模块后输出零电压信号，另一路进入具有AM解调单元与FM解调单元的解调模块；
AM信号进入解调模块并同时由AM解调单元与FM解调单元接收后，FM解调单元输出零电压信号至与FM解调单元相连的第三有效值检波模块，并由第三有效值检波模块输出零电压信号；
AM解调单元对AM信号进行解调并得到正弦波信号，正弦波信号输入至与AM解调单元相连的第一有效值检波模块和第二有效值检波模块，并得到两路电压直流信号，
第二有效值检波模块输出的电压直流信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第二判断电压，
第三有效值检波模块输出的零电压信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第三判断电压；
3）若输入至隔离模块的已调信号为FM信号，FM信号由隔离模块输出后分为两路，一路进入FPGA测频模块计算该FM信号的调频度与最大频偏；
另一路进入解调模块并同时由AM解调单元与FM解调单元接收，AM解调单元接收FM信号后输出零电压信号，并将零电压信号分别输入至第一有效值检波模块和第二有效值检波模块，
第二有效值检波模块将零电压信号输出至信号调理模块后由信号调理模块输出第二判断电压；
FM解调单元对FM信号进行解调并得到正弦波信号，正弦波信号输入至第三有效值检波模块，并由第三有效值检波模块输出得到电压直流信号，
第三有效值检波模块输出的电压直流信号输入至信号调理模块后由信号调理模块输出第三判断电压；
4）单片机对比第二判断电压与第三判断电压的大小，并确定输入已调信号的类型，
若输入的是AM信号，则单片机采集由第一有效值检波模块输出的电压直流信号，并进行调幅系数计算，并将信号类型与计算结果显示在与单片机相连的显示模块上；
若输入的是FM信号，则单片机采集FPGA测频模块输出的信号，并将信号类型与FPGA测频模块计算结果显示在显示模块上。
2.如权利要求1所述的信号调制度测量方法，其特征在于：所述信号调理模块包括LM339芯片和CD4011芯片，
若第二有效值检波模块或第三有效值检波模块输出的为零电压信号，则零电压信号通过LM339芯片后输出0V电压，然后0V电压经过CD4011芯片后输出0-3.3V的电压；
若第二有效值检波模块或第三有效值检波模块输出的电压信号是通过正弦波信号输入而得到的电压直流信号，该电压直流信号LM339芯片后输出5V电压，然后5V电压经过CD4011芯片后输出0V的电压；
在第二判断电压为0-3.3V，而第三判断电压为0V时，单片机判断输入的信号为FM信号；
在第二判断电压为0V，而第三判断电压为0-3.3V时，单片机判断输入的信号为AM信号。
3.如权利要求1所述的信号调制度测量方法，其特征在于：
所述AM信号的调幅系数ma计算公式为：
ma=UΩ/Uw；
式子中：UΩ为AM信号中调制信号的幅值，Uw为AM信号中载波信号的幅值；
所述FM信号的调频度与最大频偏通过离散傅氏变换的快速算法进行计算得出。
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