本發(fā)明屬于電子信號調制解調方法技術領域，具體涉及一種利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波方法及裝置。

背景技術：

目前通用的電子信號調制方法為調頻(FM)與調幅(AM)，總體來說，二者各有優(yōu)缺點：調頻廣播具有抗干擾能力強的優(yōu)點，但是由于信號地面?zhèn)鬏斠虼诉h距離傳輸需要極大的信號發(fā)射功率，適用于超短波(甚高頻)波段的近距離通信；調幅廣播的特點是傳輸距離遠、占用頻帶較窄，頻譜利用率高，在中、短波通訊中應用極廣。其中調幅廣播技術特性的局限性體現在：1.信號采用中短波傳輸，通過電離層時一部分中短波信號被吸收，同時傳輸時遇到的空間干擾信號會直接疊加在載波信號上，從而對調幅載波信號產生整體影響；2.檢波手段多采用二極管檢波方法，雖然檢波二極管具有結電容低、工作頻率高、反向電流小等特點，但由于PN結電壓的存在使得其無法對小信號進行檢波，因此大大降低了檢波功率利用率且容易被干擾。以上兩點技術局限性造成調幅廣播信號傳輸時抗干擾能力較差、信號解調時檢波靈敏度低。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述的技術問題而提供一種利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波方法以及裝置。

為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波方法，包括以下步驟：

提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號；

根據調幅載波信號的頻率輸出不同采樣時序的方波信號；

根據所述方波信號對提取的調幅載波信號進行同步峰谷值鏡像跟蹤，還原出該調幅載波信號的變化幅度，對應生成與該調幅載波信號一致的鏡像載波信號，并利用與載頻同步的脈沖信號對鏡像載波信號的峰谷值電壓信號進行采樣保持；

對上述采樣保持后的峰谷值電壓信號進行差分運算，輸出AM檢波信號。

本發(fā)明的目的還在于提供一種利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波裝置，包括：

鎖相環(huán)選頻電路，用于提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號；

時序采樣電路，用于根據調幅載波信號的頻率輸出的不同采樣時序的方波信號；

峰谷值鏡像跟蹤采樣電路，用于根據所述方波信號，對提取的調幅載波信號進行同步峰谷值鏡像跟蹤，還原出該調幅載波信號的變化幅度，對應生成與該調幅載波信號一致的鏡像載波信號，并利用與載頻同步的脈沖信號對鏡像載波信號的峰谷值電壓信號進行采樣保持；

差分放大電路，用于對所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路采樣保持后的峰谷值電壓信號進行差分運算，輸出AM檢波信號。

本發(fā)明的利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波方法以及裝置，提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號后，根據調幅載波信號的頻率輸出的不同采樣時序的方波信號，然后根據該方波信號對提取的調幅載波信號進行同步峰谷值鏡像跟蹤，還原出該調幅載波信號的變化幅度，對應生成與該調幅載波信號一致的鏡像載波信號，并利用與載頻同步的脈沖信號對鏡像載波信號的峰谷值電壓信號進行采樣保持，然后對采樣保持的信號進行差分運算，輸出AM檢波信號，直接實現了峰谷值信號的提取，大大提高了檢波靈敏度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的利用同步峰谷值跟蹤采樣AM檢波裝置的原理圖；

圖2是原始調幅載波信號的示意圖；

圖3是疊加干擾信號后的調幅載波信號的示意圖；

圖4是根據信號頻率產生的四種不同時序的方波信號的示意圖；

圖5是本發(fā)明的峰谷值鏡像跟蹤采樣電路的原理圖；

圖6是本發(fā)明的差分放大電路的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面，結合實例對本發(fā)明的實質性特點和優(yōu)勢作進一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所列的實施例。

一種利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波方法，包括以下步驟：

S101.提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號；

S102.根據調幅載波信號的頻率輸出不同采樣時序的方波信號；

S103.根據所述方波信號對提取的調幅載波信號進行同步峰谷值鏡像跟蹤，還原出該調幅載波信號的變化幅度，對應生成與該調幅載波信號一致的鏡像載波信號，并利用與載頻同步的脈沖信號對鏡像載波信號的峰谷值電壓信號進行采樣保持；

S104.對上述采樣保持后的峰谷值電壓信號進行差分運算，輸出AM檢波信號。

本發(fā)明的利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波方法以及裝置，提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號后，根據調幅載波信號的頻率輸出的不同采樣時序的方波信號，然后根據該方波信號對提取的調幅載波信號進行同步峰谷值鏡像跟蹤，還原出該調幅載波信號的變化幅度，對應生成與該調幅載波信號一致的鏡像載波信號，并利用與載頻同步的脈沖信號對鏡像載波信號的峰谷值電壓信號進行采樣保持，然后對采樣保持的信號進行差分運算，輸出AM檢波信號，直接實現了峰谷值信號的提取，大大提高了檢波靈敏度。

本發(fā)明中，所述步驟S101提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號可以采用相應的鎖相環(huán)選頻電路來實現，所述步驟S102根據調幅載波信號的頻率輸出不同采樣時序的方波信號，可以采用相應的采樣時序電路以實現，所述步驟S104對上述采樣保持后的峰谷值電壓信號進行差分運算，輸出AM檢波信號，可以采用差分放大電路來實現，該鎖相環(huán)選頻電路、采樣時序電路以及差分放大電路可以采用現有同功能電路模塊予以實現，本發(fā)明不再進行詳細說明。

所述步驟S103.可以通過如圖5所示的電路實現，具體請見下文關于圖5電路的描述及說明，當然也可以根據本發(fā)明的步驟S103峰谷值鏡像跟蹤采集原理來設計相應的電路模塊以實現。

參見圖3所示，一種利用同步峰谷值鏡像跟蹤采樣AM檢波裝置，包括：

鎖相環(huán)選頻電路，用于提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號；

時序采樣電路，用于根據調幅載波信號的頻率輸出的不同采樣時序的方波信號；

峰谷值鏡像跟蹤采樣電路，用于根據所述方波信號，對提取的調幅載波信號進行同步峰谷值鏡像跟蹤，還原出該調幅載波信號的變化幅度，對應生成與該調幅載波信號一致的鏡像載波信號，并利用與載頻同步的脈沖信號對鏡像載波信號的峰谷值電壓信號進行采樣保持；

差分放大電路，用于對所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路采樣保持后的峰谷值電壓信號進行差分運算，輸出AM檢波信號。

本發(fā)明中，在對AM輸入復合信號進行解調時，通過鎖相選頻電路可提取AM輸入復合信號中指定頻率的調幅載波信號，然后利用峰谷值鏡像跟蹤采樣電路同步進行峰谷值鏡像跟蹤，跟蹤時僅對指定頻率的載波信號進行處理，可有效屏蔽其他頻率的干擾信號對檢波的影響，大大提升調幅檢波的抗干擾能力；通過同步跟蹤調幅載波信號的峰谷值還原出調幅載波信號的變化幅度，對應生成與原信號一致的鏡像載波信號，可消除載波信號畸變的影響；而通過與載頻同步的脈沖信號對載波信號的峰谷值電壓信號進行采樣保持后，由差分放大電路對所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路采樣保持后的峰谷值電壓信號進行差分運算，實現雙邊帶調幅信號的提取，并輸出AM檢波信號。

其中，所述鎖相環(huán)選頻電路，可處理包含多種頻率的復合輸入信號，在其中可以依據預定的設置鎖定特定頻率信號，將處理后的特定頻率信號傳送至采樣時序電路處理；

所述采樣時序電路，與所述鎖相環(huán)電路的鎖定頻率信號輸出端連接，并與所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路的時序信號輸入端連接，在接收所述鎖相環(huán)電路輸出的特定頻率的信號，然后根據信號頻率可產生多種不同時序的方波信號輸入到所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路；

所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路，可以根據多種不同時序的方波信號提取的調幅載波信號進行同步峰谷值鏡像跟蹤處理后輸出峰谷值電壓信號；

所述差分放大電路，與所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路的峰谷值電壓信號輸出端連接，用于接收所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路輸出的峰值電壓信號、谷值電壓信號，將信號進行差分放大運算，進行雙邊帶檢波調解，輸出檢波信號。

需要說明的是，本發(fā)明中，所述差分放大電路有很強的的共模干擾抑制能力，當調幅載波信號在傳輸中遇到干擾信號S3時，干擾信號直接疊加在載波信號上，此時載波信號波形整體發(fā)生變化，但載波信號峰谷值的差值未發(fā)生改變，經差分運算后從而實現了共模干擾的抑制。

參見圖2-3所示，圖2為原始調幅載波信號，圖3是疊加干擾信號后的調幅載波信號，其中X為信號波峰與波谷在某一時間點的幅值差值，t₀時刻信號波峰S1與波谷S2的幅值差值為X_(t0)，t_n時刻S1與波谷S2的幅值差值為X_(tn)。

本發(fā)明中，所述采樣時序電路可以輸出多種時序信號，本實施例中，以輸出四種時序信號為例進行說明，如圖4所示，可輸出四種時序信號P1-P4。

作為一個實施例，所述峰谷值鏡像跟蹤采樣電路，可以采用如圖5所示的電路以實現，包括模擬開關AS1-AS6、比較器U1-U2、射隨器U3、電容C1-C3；

其中，模擬開關AS1、AS5、AS2、AS6的時序信號接收端分別與時序采樣電路的P1-P4時序信號輸出端連接，模擬開關AS1、AS2的載波信號輸入端與輸入復合信號端連接，模擬開關AS1載波信號輸出端與比較器U1的同相輸入端連接，模擬開關AS2載波信號輸出端與比較器U2的反相輸入端連接；電容C1的一端與比較器U1反相輸入端、比較器U2同相輸入端以及模擬開關AS3的電壓信號輸出端、模擬開關AS4的電壓信號輸入端連接、另一端接地；模擬開關AS3的電壓信號輸入端接5V電壓，模擬開關AS3的控制信號輸入端與比較器U1的輸出端連接，比較器U2的輸出端連接模擬開關AS4的控制信號輸入端，模擬開關AS4電壓信號輸出端通過電阻R1與電容C1的接地端連接；模擬開關AS4的電壓信號輸入端與射隨器U3的同相端連接，射隨器U3的反相端與其輸出端連接后與模擬開關AS5、AS6的載波信號輸入端分別連接，模擬開關AS5、AS6的載波信號輸出端分別接電容C2、C3,電容C2、C3的另一端接地。

該圖5所示的峰谷值鏡像跟蹤采樣電路可跟蹤調幅載波信號的峰谷值，并利用電路中電容的充放電效應還原出調幅載波信號的變化幅度，對應生成與原信號一致的鏡像載波信號；通過采樣時序電路控制相應的模擬開關和閉合或斷開，從而對電路中的電容充電的峰值電壓以及放電的谷值電壓進行采樣，采樣結束后輸出峰谷值電壓信號至差分放大電路處理。

該圖5所示的峰谷值鏡像跟蹤采樣電路的工作流程如下說明：

采樣時序電路發(fā)出特定頻率的時序信號P1使模擬開關AS1閉合，信號傳輸至比較器U1的同相輸入端等待比較，同時模擬開關AS1控制模擬開關AS3閉合，5V電壓對電容C1開始充電，由于電容C1與比較器U1反相輸入端、比較器U2同相輸入端相連，所以電容C1電壓的瞬時值為比較器U1反相輸入端的電壓值，比較器U1同相輸入端與反向輸入端開始進行電壓比較，當比較器U1同相輸入端電壓大于反相輸入端電壓時，比較器U1輸出高電平，模擬開關AS3保持閉合狀態(tài)，5V電源持續(xù)為電容C1充電；當比較器U1同相輸入端電壓小于反向輸入端電壓時，比較器U1輸出低電平，模擬開關AS1、模擬開關AS3斷開，電容C1充電結束，此時電容C1的電壓為充電最高值(峰值電壓)。

采樣時序電路發(fā)出特定頻率的時序信號P2使模擬開關AS5閉合，電容C1的峰值電壓傳輸至電容C2進行電壓存儲。當采樣時序電路發(fā)出時序信號P3的上升沿到來時；時序信號P2產生下降沿使模擬開關AS5斷開。

采樣時序電路發(fā)出特定頻率的時序信號P3使模擬開關AS2閉合，信號傳輸至比較器U2的反相輸入端等待比較，同時模擬開關AS2控制模擬開關AS4閉合，電容C1的峰值電壓開始放電，

由于電容C1與比較器U1反相輸入端、比較器U2同相輸入端相連，所以電容C1電壓的瞬時值為比較器U2同相輸入端電壓值，比較器U2同相輸入端與反向輸入端開始進行電壓比較，當比較器U2同相輸入端電壓大于反相輸入端電壓時，比較器U2輸出高電平，模擬開關AS5保持閉合狀態(tài)，電容C1繼續(xù)保持放電；當比較器U2同相輸入端電壓小于反向輸入端電壓時，比較器U2輸出低電平，模擬開關AS2、模擬開關AS4斷開，電容C1放電結束，此時C1的電壓為放電最低值(谷值電壓)。

采樣時序電路發(fā)出特定頻率的時序信號P4使模擬開關AS6閉合，電容C1的谷值電壓傳輸至電容C3進行電壓存儲，當采樣時序電路發(fā)出時序信號P1的上升沿到來時；時序信號P4產生下降沿使模擬開關AS6斷開。

存儲于電容C2、電容C3中的峰谷值電壓信號傳輸至差分放大電路中進行做差放大。

本發(fā)明中，所述差分放大電路，在接收峰谷值鏡像跟蹤采樣電路輸出的峰值電壓信號、谷值電壓信號，將信號進行差分放大運算，進行雙邊帶檢波調解，輸出檢波信號，實現雙邊帶檢波解調的效果，參見圖6所示。

本發(fā)明的方法直接實現了峰谷值信號的提取，大大提高了檢波靈敏度，同時由于差分放大對共模信號的抑制特別是對強噪音干擾抑制，相比常規(guī)帶通濾波器及檢波技術顯著提高了對噪音的抑制能力。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。