一种信号解调电路及信号接收模块

1.一种信号解调电路，其特征在于，包括：依次连接的选频单元、锁频单元和滤波单元；
所述选频单元和前端的信号采集电路相连，用于从信号采集电路输出的频率信号中提取出第一频率信号和第二频率信号；
所述锁频单元用于获取所述第一频率信号和所述第二频率信号的差频信号及和频信号，并输出至所述滤波单元；
所述滤波单元用于对所述滤波单元输出的信号进行滤波处理，并将滤波处理后的信号送至后级的信号处理电路。
2.如权利要求1所述的信号解调电路，其特征在于：所述选频单元由第一带通滤波器和第二带通滤波器组成，所述第一带通滤波器的中心频率为所述第一频率信号的频率，所述第二带通滤波器的中心频率为所述第二频率信号的频率。
3.如权利要求1所述的信号解调电路，其特征在于：所述锁频单元为乘法器。
4.如权利要求1所述的信号解调电路，其特征在于：所述滤波单元将所述和频信号及所述差频信号中的一种或两种提取出来，送至后级的信号处理电路。
5.信号接收模块，包括：依次连接的信号采集电路、信号解调电路及信号处理电路，其特征在于：所述信号解调电路为权利要求1至4任一项所述的信号解调电路。
6.如权利要求5所述的信号接收模块，其特征在于：所述信号采集电路为磁场传感器，所述磁场传感器采集通信信道中的电流信号，并将向所述选频单元输出电压信号。

一种信号解调电路及信号接收模块\n技术领域\n[0001] 本实用新型属于信号检测技术领域，具体涉及一种用于微弱信号处理的信号解调电路及信号接收模块。\n背景技术\n[0002] 电力线载波通信系统中，由于原始信号通常具有频率很低的频谱分量，不适宜直接在信道中传输，因此需要将原始信号调制成适合在信道中传输的频率信号。频率信号传输到接收端后，由信号采集电路对频率信号进行采集，然后发送给信号解调电路，由信号解调电路将频率信号解调成原本频率很低的频谱分量后，发送给后端电路进行分析处理。目前的载波通信网络通常会以某个频点作为通信手段，这就要求通信环境中不能存在该频点的底噪。然而用电网络中还会同时存在由各种电器、开关等负载工作时产生的振荡等不同且随机的频率信号，这些随机的频率信号会对通信系统造成干扰。\n实用新型内容\n[0003] 本实用新型的目的在于提供一种可以提高通信系统的抗干扰性能的信号解调电路及信号接收模块。\n[0004] 为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：\n[0005] 一种信号解调电路，包括：依次连接的选频单元、锁频单元和滤波单元；所述选频单元和前端的信号采集电路相连，用于从信号采集电路输出的频率信号中提取出第一频率信号和第二频率信号；所述锁频单元用于获取所述第一频率信号和所述第二频率信号的差频信号及和频信号，并输出至所述滤波单元；所述滤波单元用于对所述滤波单元输出的信号进行滤波处理，并将滤波处理后的信号送至后级的信号处理电路。\n[0006] 进一步的，所述选频单元由第一带通滤波器和第二带通滤波器组成，所述第一带通滤波器的中心频率为所述第一频率信号的频率，所述第二带通滤波器的中心频率为所述第二频率信号的频率。\n[0007] 进一步的，所述锁频单元为乘法器。\n[0008] 进一步的，所述滤波单元将所述和频信号及所述差频信号中的一种或两种提取出来，输送至后级的信号处理电路。\n[0009] 本实用新型还提供了一种信号接收模块，包括：依次连接的信号采集电路、信号解调电路及信号处理电路，所述信号解调电路为前述信号解调电路。\n[0010] 进一步的，所述信号采集电路为磁场传感器，所述磁场传感器采集通信信道中的电流信号，并将向所述选频单元输出电压信号。\n[0011] 由以上技术方案可知，本实用新型的信号解调电路用于对两个不同频点下的信号进行解调处理，可以减少由于网络中频点信号的随机性对系统造成的影响，降低检测过程中对于环境的要求，提高了系统的抗干扰能力。\n附图说明\n[0012] 为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0013] 图1为本实用新型实施例信号接收模块的框图；\n[0014] 图2为本实用新型实施例信号解调电路的框图。\n[0015] 以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。\n具体实施方式\n[0016] 下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。\n[0017] 为了减少通信网络中频点信号的随机性对通信系统造成的干扰，一种技术手段是采用两种不同频点作为通信方式，通过信号注入模块向电网系统中注入两种不同频率的特征电流，并通过信号接收模块对这两种不同频率的特征电流信号进行检测、分析来获取电网情况。如图1所示，信号接收模块通常包括从线路中采集信号的信号采集电路，对信号采集电路采集到的信号进行解调处理的信号解调电路，对解调得到的信号进行分析处理的信号处理电路。本实用新型的信号解调电路用于对两个不同频点下的电流信号进行解调处理，以降低检测过程中对于环境的要求，提高系统的抗干扰能力。\n[0018] 如图2所示，本实施例的信号解调电路包括：选频单元A、锁频单元B及滤波单元C，选频单元A和信号采集电路(未图示)相连，信号采集电路从通信网络中获取包含有特征频率的频率信号，然后输入至选频单元A，选频单元A用于实现特征频率信号的提取，选频单元A从输入的频率信号中提取出第一频率信号和第二频率信号，第一频率信号和第二频率信号的频率不同，其中，第一频率信号作为调制信号，第二频率信号作为载频信号，例如在向电网中注入两种不同频率的特征电流时，特征电流信号的频率分别为94KHz和47KHz，则相应的，第一频率信号的频率f1为94KHz，第二频率信号的频率f2为47KHz。由选频单元A提取得到第一频率信号和第二频率信号后，输送至锁频单元B，锁频单元B用于从第一频率信号和第二频率信号中提取有用信号，即获取两种频率信号的差频信号及和频信号，并将差频信号及和频信号输送至滤波单元C进行滤波处理，以提高信号的信噪比，降低后级的信号处理电路的处理难度。滤波单元C用于滤除不需要的谐波分量，将滤波处理后的信号送至后级的信号处理电路作进一步的处理。不需要的谐波分量包括电路噪声、直流分量等，滤波处理后的信号包括差频信号和/或和频信号，具体可根据后级的信号处理电路的需求进行滤波处理，若信号处理电路需要和频信号与差频信号，可将两路信号保留，剔除电路噪声、直流分量后送至信号处理电路；若信号处理电路只需要其中一种信号，如只要差频信号或和频信号，则可将另一频率信号连同电路噪声等一同滤除。\n[0019] 本实施例的选频单元A由第一带通滤波器和第二带通滤波器组成，第一带通滤波器和第二带通滤波器的输入端均和前端的信号采集电路的输出端相连，输出端均和锁频单元B的输入端相连。第一带通滤波器的中心频率与第一频率信号的频率f1相等，第二带通滤波器的中心频率与第二频率信号的频率f2相等，带通滤波器可根据需求采用陶瓷滤波器、晶体滤波器等，或者采用电阻、电容、运放等搭建成滤波器电路，如采用MC33079型运算放大器和阻容搭建出中心频点为94KHz及47KHz的有源带通滤波器。两路带通滤波器从由信号采集电路输出的信号中将第一频率信号和第二频率信号分别提取出来，并可同时将其他不需要的频率信号滤除，以降低无用信号对系统的影响，提高信噪比。\n[0020] 本实施例的锁频单元B为乘法器，将作为调制信号的第一频率信号和作为载频信号的第二频率信号输入至乘法器中进行相乘，输出一个差频信号(|f1‑f2|)和一个和频信号(f1+f2)。通过乘法器对第一频率信号和第二频率信号进行处理，即可得到频率信号的相位信息及强度信息。差频信号及和频信号中包含有频率信号的相位信息及频率信号强弱关系，当第一频率信号和第二频率信号的相位一定时，乘法器输出的信号强弱会随着第一频率信号和第二频率信号的强弱变化而变化，当第一频率信号和第二频率信号的强度一定时，乘法器输出的信号强弱会随着第一频率信号和第二频率信号的相位变化情况而增减。\n[0021] 和频信号及差频信号均为包含了特征频率的有用信号，可将两者中的任一种信号提取出来，输送至滤波单元C，由滤波单元C滤除不需要的谐波分量后，送至后级电路作进一步分析、处理。滤波单元C可采用低通滤波器，如RC无源低通滤波器，也可采用带通滤波器。\n低通滤波器的截止频率或带通滤波器的中心频率根据后级电路所需要的信号相应设置，例如当后级的信号处理电路需要一个只有47KHz频率的正弦波信号时，可以将乘法器的输出信号经由截止频率为47KHz的RC无源低通滤波器滤除142KHz的倍频分量，也可使用中心频率为47KHz的带通滤波器滤除142KHz的倍频分量。\n[0022] 由于电流的磁效应，电流周围会产生一定量的响应磁场，通过安培定则可以确定电流磁场的磁感线环绕方向。当电流信号以一定频率震荡时，可得到一个带频率信息的变化磁场，优选的，信号采集电路可采用磁场传感器，以间接的方式通过采集变化磁场来获取电流信号的信息，并将磁场传感器检测到的磁场信息以电压信号的形式输入至本实用新型的信号解调电路中进行信号处理。\n[0023] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。