[发明专利]多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集装置及方法

说明书

本发明公开了一种多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集装置及方法，该采集装置将N路信号经由一路模数转换器采集，具体包括：正交方波控制至少2路开关电路的通断，被测信号经过开关电路，正交方波控制至少2路开关电路的通断，被测信号经过开关电路，所述开关电路由模拟开关和电阻组成，所述模拟开关实现了斩波调幅；调幅后的不同频率的信号经加法运算电路相加后，由单路模数转换器进行模数转换获得数字信号；所述微处理器对数字信号进行处理，解调出各个被测信号。本发明实现了经由单路模数转换器对多路被测信号进行同步采集，且具有电路简单，成本低廉以及测量精确的特点。

技术领域

本发明涉及信号测量领域，尤其涉及一种多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集装置及方法。

背景技术

电压信号等载有信息的变化量，在其自然状态下是以模拟形式表示的，但是，为了便于计算机处理，传输和储存，通常要通过ADC(模数转换器)将其转变为数字信号，因此在信号处理中，模数转换是必不可少的。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有的多路信号采集中，通常需采用多片ADC或多路模拟开关搭配单片ADC的方案，前者具有电路复杂，系统功耗高及电路尺寸大的缺点；而后者则会在采集过程中，由于多路开关的切换，引入开关噪声，以及由于多路开关存在建立时间，会导致相邻通道信号之间相互干扰。

发明内容

本发明提供了一种多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集装置及方法，本发明通过单路ADC实现对多路信号的模数转换，详见下文描述：

一种多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集装置，所述单路同步采集装置包括：微处理器，所述微处理器输出不同频率且成2倍比率关系的正交方波，

所述单路同步采集装置还包括：至少2路开关电路、加法运算电路和单路模数转换器，

正交方波控制至少2路开关电路的通断，被测信号经过开关电路，所述开关电路由模拟开关和电阻组成，所述模拟开关实现了斩波调幅；调幅后的不同频率的信号经所述加法运算电路相加后，由所述单路模数转换器进行模数转换获得数字信号；

所述微处理器对数字信号进行处理，解调出各个被测信号。

其中，所述微处理器采用MCU、ARM、DSP或FPGA中的任意一种。

一种用于多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集装置的采集方法，所述方法包括以下步骤：

混合信号由单路模数转换器转换成数字信号送入微处理器；

以2种频率正交方波驱动开关电路、采集4路被测信号进行说明：

所述微处理器输出控制开关电路的正交方波信号频率分别为2倍f、2倍f、1倍f、1倍f，其中同频率方波的相位相差90°，单路模数转换器的采样频率为f_s，且f_s＝8f，并保证在最高频驱动信号的高、低电平中间采样；

采样频率f_S远高于被测信号的变化频率，在最低驱动信号频率的一个周期各路正交方波信号幅值不变，以顺序每8个数字信号为一组进行运算，求得被测信号4倍的信号幅值。

本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明通过正交方波控制开关电路的通断，通过单路模数转换器对多路信号实现模数转换，且具有电路简单，成本低廉以及测量精确的优点，且降低了电路成本，满足了实际应用中的多种需要。

附图说明

图1为一种多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集装置的结构示意图；

图2为本发明提供的分离不同波长信号的示意图；

图3为一种多路信号单极性正交方波调制的单路同步采集方法的流程图。