[发明专利]自动增益数字解调斩波放大方法及电路

权利要求书

1.一种自动增益数字解调斩波放大方法，其特征在于，包括：

将电路输入端的低频信号通过斩波调制为高频交流信号；

将高频交流信号进行隔离变压器放大、固定增益放大与可编程增益放大；

将放大后的高频交流信号进行与斩波调制信号同步下的模数转换采样，实现高频交流信号的数字化；

将数字化后的高频交流信号根据采样点筛选有效信号，进行信号平均滤波，完成数字解调；

将数字解调后的信号进行滤波，获取信号幅值信息；

将信号幅值信息与预设的增益控制阈值进行比较，判断是否进行增益调整；

增益调整通过控制可编程增益放大电路实现。

2.根据权利要求1所述的自动增益数字解调斩波放大方法，其特征在于，将放大后的高频交流信号进行与斩波调制信号同步下的模数转换采样，实现高频交流信号的数字化的方法为：

斩波调制信号通过相位补偿后，作为模数转换采样的同步控制信号，实现高频交流信号的数字化。

3.根据权利要求1或2所述的自动增益数字解调斩波放大方法，其特征在于，将数字化后的高频交流信号根据采样点筛选有效信号，进行信号平均滤波，完成数字解调的方法为：

将放大后的高频交流信号根据斩波调制信号在每个正负半周上设置相同数量的采样点；

舍去每个半周的第一个采样点与最后一个采样点数据，剩余采样点为有效采样点，将正半周和负半周相应的有效采样点分别进行累加后取平均值，确定为采样值，进行数字解调。

4.根据权利要求3所述的自动增益数字解调斩波放大方法，其特征在于，将信号幅值信息与预设的增益控制阈值进行比较，判断是否进行增益调整的方法为：

将增益分为多个增益片段等级，相邻的增益片段等级的增益值相差一倍，设定各片段等级的增益控制阈值；

将信号幅值信息与增益控制阈值进行比较，判断信号幅值信息所在增益片段等级，根据所在增益片段等级的增益值判断是否进行增益调整。

5.一种自动增益数字解调斩波放大电路，采用权利要求1-4任一项所述的自动增益数字解调斩波放大方法，其特征在于，包括：前置模拟放大电路、信号采集电路、数字主控电路；

所述前置模拟放大电路包括低噪声斩波调制模块、隔离变压器放大模块、固定增益放大模块、可编程增益放大模块；所述低噪声斩波调制模块输入侧接入输入信号，所述隔离变压器放大模块输入侧接入低噪声斩波调制模块输出端，所述固定增益放大模块串接至所述隔离变压器放大模块输出侧，可编程增益放大模块串接至所述固定增益放大模块输出端；信号输入端的低频信号经过低噪声斩波调制模块调制为高频交流信号，经隔离变压器放大模块、固定增益放大模块进行固定增益的信号放大，经可编程增益放大进行自动增益放大；

所述信号采集电路接至可编程增益放大模块输出端，以采集可编程增益放大模块的输出信号，实现高频交流信号的数字化，并传输至数字主控电路；

所述数字主控电路与信号采集电路、低噪声斩波调制模块、可编程增益放大模块连接，以控制低噪声斩波调制模块将低频信号调制为高频交流信号，并根据提取的可编程增益放大模块输出信号的幅值信息控制可编程增益放大模块进行自动增益放大。

6.根据权利要求5所述的自动增益数字解调斩波放大电路，其特征在于，所述低噪声斩波调制模块采用桥式可逆斩波电路。

7.根据权利要求5所述的自动增益数字解调斩波放大电路，其特征在于，所述隔离变压器放大模块采用小信号音频隔离变压器，采用差分方式接入低噪声斩波调制模块输出端；所述固定增益放大模块采用基于超低噪声集成运算放大器的有源带通同相放大电路，放大器“+”“-”输入端接至隔离变压器放大模块输出侧。

8.根据权利要求5-7任一项所述的自动增益数字解调斩波放大电路，其特征在于，所述可编程增益放大模块串联至固定增益放大模块输出端；

所述可编程增益放大模块采用基于超低噪声集成运算放大器的可编程增益反相放大电路，其可编程增益采用高精度数模转换器控制反馈电阻阻值实现。