本發(fā)明涉及信號(hào)處理領(lǐng)域，特別涉及一種基于雙通道并行數(shù)據(jù)處理的解調(diào)分析方法。

背景技術(shù)：

模擬信號(hào)的解調(diào)主要有兩種方式，一種是利用解調(diào)硬件來解調(diào)，如專用信號(hào)解調(diào)器。但解調(diào)器等模塊都是由模擬電路實(shí)現(xiàn)的，模擬處理電路存在模擬器件老化、溫漂等現(xiàn)象，會(huì)給測(cè)量帶來帶寬切換不確定度、刻度保真度和增益不確定度等誤差，無法保證測(cè)量的穩(wěn)定性和一致性。

目前主流的方法是數(shù)字的模擬信號(hào)解調(diào)與分析方法。數(shù)字化的模擬信號(hào)解調(diào)方法主要利用FPGA配合ARM端完成中頻信號(hào)的下變頻、抽取濾波、FFT變換。進(jìn)入到中頻的信號(hào)首先經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)經(jīng)過下變頻模塊的處理生成I、Q兩路基帶信號(hào)。I、Q信號(hào)經(jīng)過多級(jí)數(shù)字濾波器進(jìn)行降采樣率，數(shù)字濾波器的抽取比根據(jù)不同的解調(diào)帶寬進(jìn)行設(shè)置。對(duì)I、Q信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)檢波、鑒頻、FFT變換等一系列處理，生成解調(diào)信號(hào)的射頻圖譜、音頻波形、音頻頻譜，并顯示出來，同時(shí)計(jì)算解調(diào)信號(hào)參數(shù)，如調(diào)制度、調(diào)制率、調(diào)制失真等。

射頻圖譜、音頻波形、音頻頻譜使用的數(shù)據(jù)經(jīng)過同一組數(shù)字濾波器，所以三者的分辨率帶寬和采樣率是一致的。為了得到最好的解調(diào)結(jié)果，顯示出音頻波形、音頻頻譜，就需要固定數(shù)字濾波器的分辨率帶寬和采樣率為最優(yōu)，而用戶希望調(diào)節(jié)射頻圖譜的分辨率帶寬來全面測(cè)試調(diào)制信號(hào)，更改分辨率帶寬會(huì)影響到音頻波形、音頻頻譜，分辨率帶寬太小會(huì)將解調(diào)信號(hào)濾掉，使得音頻波形、音頻頻譜顯示不出解調(diào)信號(hào)；分辨率帶寬太大會(huì)使干擾信號(hào)進(jìn)入，干擾音頻波形和音頻頻譜，這種矛盾給解調(diào)分析帶來極大不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種基于雙通道并行數(shù)據(jù)處理的解調(diào)分析方法，解決的技術(shù)問題是如何盡可能直觀、豐富地顯示解調(diào)結(jié)果，方便用戶的使用。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于雙通道并行數(shù)據(jù)處理的解調(diào)分析方法，基于頻譜分析儀的平臺(tái)，由FPGA完成輸送雙通道并行處理的IQ數(shù)據(jù)到ARM接口，然后在ARM端實(shí)現(xiàn)解調(diào)數(shù)據(jù)分析，并顯示射頻圖譜、音頻波形、音頻頻譜。

可選地，中頻信號(hào)首先進(jìn)入抗混疊濾波器，濾除產(chǎn)生混疊的頻率信號(hào)，然后經(jīng)AD采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過AD量化的數(shù)據(jù)輸入到FPGA，利用數(shù)字下變頻模塊將信號(hào)分解為I和Q分量，IQ數(shù)據(jù)再分兩路，分別經(jīng)過兩組不同的抽取濾波器濾波，最后由FPGA送入ARM中。

可選地，射頻圖譜和音頻頻譜的分辨率帶寬設(shè)置是相互獨(dú)立的：設(shè)置射頻圖譜的分辨率帶寬對(duì)應(yīng)控制第一抽取濾波器的抽取比，設(shè)置音頻頻譜的分辨率帶寬對(duì)應(yīng)控制第二抽取濾波器的抽取比。

可選地，所述兩組IQ數(shù)據(jù)進(jìn)入ARM后分三路進(jìn)行同時(shí)處理，分別生成射頻頻譜、音頻波形、音頻頻譜。

可選地，對(duì)第一組IQ數(shù)據(jù)直接做FFT變換，并檢波或插值后生成射頻圖譜數(shù)據(jù)，用于測(cè)試解調(diào)前的信號(hào)頻譜。

可選地，F(xiàn)FT變換的點(diǎn)數(shù)和系數(shù)根據(jù)用戶設(shè)置的分辨率帶寬來相應(yīng)調(diào)整。

可選地，使用第二組IQ數(shù)據(jù)對(duì)AM信號(hào)和FM信號(hào)解調(diào)并生成音頻波形和音頻頻譜。

可選地，若是AM信號(hào)，首先對(duì)IQ數(shù)據(jù)做包絡(luò)檢波，因包絡(luò)檢波后的信號(hào)含有直流分量，故需要隔直去直流分量，最終生成AM音頻波形；

對(duì)經(jīng)過包絡(luò)檢波和隔直的信號(hào)做FFT變換、檢波或插值，生成AM音頻頻譜。

可選地，若是FM信號(hào)，首先對(duì)IQ分量之比值反正切運(yùn)算，得到瞬時(shí)相位值，對(duì)瞬時(shí)相位值求導(dǎo)數(shù)，根據(jù)I、Q兩路前后采樣數(shù)據(jù)求得前后兩個(gè)采樣點(diǎn)的相位差，再除以采樣點(diǎn)時(shí)間間隔即可得到原始調(diào)制信號(hào)；

對(duì)解調(diào)后的FM音頻信號(hào)做FFT變換、檢波或插值，生成FM音頻頻譜。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)可以同時(shí)生成射頻圖譜、音頻波形、音頻頻譜；

(2)且射頻圖譜與音頻波形、音頻頻譜使用不同的數(shù)據(jù)通路，兩者的分辨率帶寬和采樣率設(shè)置相互獨(dú)立互不干擾；

(3)用戶可以從多個(gè)維度全面評(píng)估調(diào)制信號(hào)的質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種基于雙通道并行數(shù)據(jù)處理的解調(diào)分析方法的原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

模擬信號(hào)的解調(diào)經(jīng)歷了從應(yīng)用專用信號(hào)解調(diào)器解調(diào)，到通過FPGA、DSP進(jìn)行數(shù)字解調(diào)的發(fā)展過程。目前通過FPGA、DSP進(jìn)行數(shù)字解調(diào)的方法存在顯示界面不直觀不全面、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。如何盡可能直觀、豐富地顯示解調(diào)結(jié)果，方便用戶的使用是本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種基于雙通道并行數(shù)據(jù)處理的解調(diào)分析方法，可以同時(shí)計(jì)算生成射頻圖譜、音頻波形、音頻頻譜，且射頻圖譜的分辨率帶寬和采樣率設(shè)置與音頻波形、音頻頻譜的分辨率帶寬和采樣率設(shè)置相互獨(dú)立互不干擾，用戶可以從多個(gè)維度全面評(píng)估調(diào)制信號(hào)的質(zhì)量。

本發(fā)明的方法基于頻譜分析儀的平臺(tái)，由FPGA完成輸送雙通道并行處理的IQ數(shù)據(jù)到ARM的接口，然后在ARM端通過軟件實(shí)現(xiàn)解調(diào)數(shù)據(jù)分析。模擬信號(hào)的解調(diào)與分析主要分為兩部分工作：FPGA部分獲得雙通道并行處理的IQ數(shù)據(jù)，ARM部分計(jì)算調(diào)制參數(shù)，并顯示射頻圖譜、音頻波形、音頻頻譜。

如圖1所示，中頻信號(hào)首先進(jìn)入抗混疊濾波器，濾除產(chǎn)生混疊的頻率信號(hào)，然后經(jīng)AD采樣轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。經(jīng)過AD量化的數(shù)據(jù)輸入到FPGA，利用數(shù)字下變頻模塊將信號(hào)分解為I和Q分量，IQ數(shù)據(jù)再分兩路，分別經(jīng)過兩組不同的抽取濾波器濾波，最后由FPGA送入ARM中。射頻圖譜和音頻頻譜的分辨率帶寬設(shè)置是相互獨(dú)立的：設(shè)置射頻圖譜的分辨率帶寬對(duì)應(yīng)控制第一抽取濾波器1的抽取比，設(shè)置音頻頻譜的分辨率帶寬對(duì)應(yīng)控制第二抽取濾波器2的抽取比，這樣就可以避免射頻圖譜和音頻頻譜的沖突。

兩組IQ數(shù)據(jù)進(jìn)入ARM后分三路進(jìn)行同時(shí)處理，分別生成射頻頻譜、音頻波形、音頻頻譜。

對(duì)第一組IQ數(shù)據(jù)直接做FFT變換，并檢波或插值后生成射頻圖譜數(shù)據(jù)，用于測(cè)試解調(diào)前的信號(hào)頻譜。FFT變換的點(diǎn)數(shù)和系數(shù)根據(jù)用戶設(shè)置的分辨率帶寬來相應(yīng)調(diào)整。

對(duì)AM信號(hào)和FM信號(hào)解調(diào)并生成音頻波形和音頻頻譜使用第二組IQ數(shù)據(jù)。

若是AM信號(hào)，首先對(duì)IQ數(shù)據(jù)做包絡(luò)檢波，即因包絡(luò)檢波后的信號(hào)含有直流分量，故需要隔直去直流分量，最終生成AM音頻波形。對(duì)經(jīng)過包絡(luò)檢波和隔直的信號(hào)做FFT變換、檢波或插值，生成AM音頻頻譜。FFT變換的點(diǎn)數(shù)和系數(shù)可根據(jù)用戶設(shè)定的音頻頻譜分辨率帶寬做相應(yīng)調(diào)整。

若是FM信號(hào)，根據(jù)FM解調(diào)的基本原理，首先對(duì)IQ分量之比值反正切運(yùn)算，得到瞬時(shí)相位值，即鑒相：對(duì)瞬時(shí)相位值求導(dǎo)數(shù)，根據(jù)I、Q兩路前后采樣數(shù)據(jù)求得前后兩個(gè)采樣點(diǎn)的相位差，即差分，再除以采樣點(diǎn)時(shí)間間隔即可得到原始調(diào)制信號(hào)。對(duì)解調(diào)后的FM音頻信號(hào)做FFT變換、檢波或插值，生成FM音頻頻譜。

本發(fā)明的基于雙通道并行數(shù)據(jù)處理的解調(diào)分析方法，在生成三個(gè)圖譜的同時(shí)可以計(jì)算各個(gè)調(diào)制參數(shù)，如載波功率、調(diào)制率、調(diào)制度、調(diào)制失真、諧波失真等。

本發(fā)明提出使用基于雙通道并行數(shù)據(jù)處理的解調(diào)分析方法，可以同時(shí)生成射頻圖譜、音頻波形、音頻頻譜，且射頻圖譜與音頻波形、音頻頻譜使用不同的數(shù)據(jù)通路，兩者的分辨率帶寬和采樣率設(shè)置相互獨(dú)立互不干擾，用戶可以從多個(gè)維度全面評(píng)估調(diào)制信號(hào)的質(zhì)量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。