[0040]模拟信号输入单元,此单元用于产生一个待处理模拟信号(低频信号)。
[0041]模拟信号放大单元,具有信号输入端,连接于模拟信号输入单元,此放大单元由低功耗的运算放大器组成一个四级放大电路,可以将耦合进来的待处理模拟信号进行放大,以发送出一个低频放大信号,并对外部干扰信号进行抑制。该放大单元的启动、关闭、快速稳定等功能的工作状态均受控于模拟信号控制单元,当模拟信号放大单元稳定后各控制信号恢复为初始状态。该模拟信号放大单元通过该信号输入端耦合待处理模拟信号,具体的,该信号输入端和模拟信号输入单元连接,该信号输入端可以将该待处理模拟信号耦合进模拟信号放大单元。
[0042]模拟信号检波单元,接收低频放大信号;该电路主要包括有第一模拟信号检波电路和第二模拟信号检波电路,且均连接模拟信号放大单元;此两检波电路均由二极管检波电路组成,可以实现对低频放大信号进行检波后,发送检波信号。
[0043]检波泄放回路,包括有第一检波泄放回路和第二检波泄放回路,且第一检波泄放回路连接第一模拟信号检波电路,实现控制对第一模拟信号检波电路进行放电,第二检波泄放回路连接第二模拟信号检波电路,实现控制对第二模拟信号检波电路进行放电,以达到稳定输出检波信号的效果。
[0044]模拟信号采样单元,该采样单元分别连接第一模拟信号检波电路和第二模拟信号检波电路;其中该模拟信号采样单元通过模拟信号控制单元实现采样电路快速启动、稳定工作状态。该采样单元稳定后开始接收来自各模拟信号检波电路输出的检波信号后,将采样获取的检波信号由模拟信号转换为数字信号。
[0045]解码单元,预存储有信号解码算法,且该解码单元与模拟信号采样单元连接,以接收数字信号并利用该信号解码算法对该数字信号进行解码操作。
[0046]模拟信号控制单元,该模拟信号控制单元分别连接上述模拟信号放大单元、各检波泄放回路和模拟信号采样单元,以对模拟信号放大单元、检波泄放回路和模拟信号采样单元的工作状态进行优化控制。
[0047]其中,该模拟信号控制单元由一块MCU来实现,控制信号(或控制指令)均通过该MCU的输入输出口实现,并且通过该MCU上集成的解码单元(内存储有相应的信号的软件解码算法,且可根据情况进行解码算法的优化或修改)来实现低频信号的解码,另外,模拟信号采样单元由集成在MCU内的ADC采样电路实现。
[0048]例如,该模拟信号控制单元输出第一控制指令(即指令I)至模拟信号放大单元之中,使其处于预启动的工作状态;并输出第二控制指令(即指令2)至该模拟信号放大单元中,使其处于上电工作状态,实现其对待处理模拟信号的放大,并输出一个低频放大信号。
[0049]例如,该模拟信号控制单元均连接第一检波泄放回路和第二检波泄放回路,其中,模拟信号控制单元输出第三控制指令(即指令3)至第一检波泄放回路,以通过第一检波泄放回路对第一模拟信号检波电路进行放电;模拟信号控制单元输出第四控制指令(即指令4)至第二检波泄放回路,以通过第二检波泄放回路对第二模拟信号检波电路进行放电。
[0050]例如,模拟信号控制单元输出第五控制指令(即指令5)至模拟信号采样单元中,以使模拟信号采样单元处于预启动的工作状态;模拟信号控制单元输出第六控制指令(即指令6)至模拟信号采样单元中,模拟信号采样单元处于上电工作状态,以接收第一模拟信号检波电路和第二模拟信号检波电路将低频放大信号检波后,以输出的检波信号,并进行相应的数字信号转换。其中,在该过程中,因模拟信号采样单元还具有预判断功能,用以判断数字信号是否满足解码要求,若是,则解码单元对该数字信号进行解码操作,否则,解码单元将该数字信号进行反馈至模拟信号控制单元中,还需进行再次放大、检波,转换等工作。
[0051]下面,就针对上述的低频信号调理与解调系统的一个具体的工作过程进行具体阐述。
[0052]具体的,如图2所示的低频信号调理与解调系统的实现方法,包括:
[0053]在初始阶段,模拟信号放大单元初始状态为掉电状态,且为由低功耗运算放大器组成四级放大电路。由于上电的瞬间各级放大电路输出处于非稳定状态,外部非常小的干扰信号经由模拟信号放大单元处理后,其输出的信号为失真信号,所需的低频信号被淹没在其中,无法给后续电路处理。因此为了减少模拟信号放大单元的稳定所需时间,模拟信号控制单元(MCU)输出第一控制指令至模拟信号放大单元的第二级放大电路的输入端,使模拟信号放大单元处于一种“预启动”状态,使放大电路的各级输出信号能固定,避免放大电路输出不确定的状态。
[0054]延时后,模拟信号控制单元输出第二控制指令,该第二控制指令接入一个MOS开关,该MOS开关受到该控制指令的驱动之下,将电源接通至模拟信号放大单元中,驱动该放大单元上电并进行工作,以接收并放大模拟信号输入电路发送的待处理模拟信号,相应发送一低频放大信号。因此模拟信号放大单元稳定输出信号所需时间可以大大减少,直接减少了模拟信号放大单元的上电时间,从而降低了模拟信号放大单元的电量消耗,并且快速的启动也提升高了模拟信号放大单元的信号响应时间。
[0055]模拟信号放大单元稳定工作后,第二级放大电路的信号输出至第一模拟信号检波电路,第四级放大电路的信号输出至第二模拟信号检波电路。当各放大电路的信号输入到对应的检波电路时,放大电路输出的短时间的失真大信号,会给检波电路中的电容快速充电,使信号失真。由于各检波电路的放电时间慢,依靠其自身的放电机制将失真信号完全泄放需要很长的时间,这段时间内模拟信号放大单元需要一直供电,直接增加了系统的电量消耗。因此,在各检波电路的输出端对应接入各检波泄放回路(具体接入方式如图1),能快速完成失真信号的泄放,使各模拟信号检波电路接收并检波低频放大信号之后,能快速输出正确检波信号。在此,模拟信号控制单元输出第三控制指令(低电平或高电平)和第四控制指令(低电平或高电平),对应发送至到第一检波泄放回路和第二检波泄放回路。
[0056]优选的,第一检波泄放回路和第二检波泄放回路可由电阻或者电容等分立元器件来实现。
[0057]延时后,模拟信号控制单元将第一控制指令配置为输入状态,完成对模拟信号放大单元的“预启动”,模拟信号放大单元进入正常工作状态。延时后,而后模拟信号控制单元将第三控制指令和第四控制指令分别配置为输入状态,完成对各模拟信号检波电路的泄放工作,模拟信号检波电路进入正常工作状态,完成检波信号的发送。
[0058]延时后,模拟信号控制单元输出第五控制指令和第六控制指令将集成在MCU内的ADC采样电路分别对应的预启动和上电工作(如果使用外部ADC采样电路则需要对ADC进行上电,预先启动ADC采样电路内的电路,使其进入正常工作状态)。由于ADC采样电路启动并上电稳定工作需要一定时间,启动过程中会引起信号失真,实际有用的检波信号会被失真信号淹没。此时启动ADC采样电路毫无意义,而且由于ADC采样时消耗的电量大,导致电量浪费。因此,在ADC采样之前,预先开启ADC采样电路的功能,避免因ADC采样电路启动引起的信号失真以及因此带来的时间和电量的消耗。
[0059]延时后,启动ADC米样电