数字相敏检波

微电成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及DSP实现徐方友;肖宏;曹启刚;马雪青
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2011(000)004
【摘要】研究了微电阻率成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及其DSP实现.介绍了数字相敏检波的基本原理,给出了线性逼近开方算法的优缺点,针对线性逼近算法精度不高的缺点提出一种线性逼近和牛顿拉夫逊相结合的新算法,并给出新算法与线性逼近算法的相对误差图,展现了新算法在计算精度上的优越性,然后给出新算法DSP实现的程序流程图和实验结果.得出新开方算法不仅能够满足测井实时计算的要求,而且还能提高信号检测的线性度的结论.
【总页数】3页(P17-19)
【作者】徐方友;肖宏;曹启刚;马雪青
【作者单位】中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.3
【相关文献】
1.MCI微电阻率成像测井仪数字相敏检波的改进 [J], 徐方友;肖宏;马雪青;曹启刚;李向峰
2.MCI微电阻率成像测井仪数字相敏检波的改进 [J], 徐方友;肖宏;马雪青;曹启刚;李向峰
3.一种微电阻率成像测井仪数字相敏检波新算法 [J], 王宁宁;师奕兵;尹磊;李焱骏
4.数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用 [J], 孔力;石军;徐方友;刘家玮
5.侧向仪器中数字相敏检波算法的改进与实现 [J], 张森峰;高秀晓;陈文;戴光明;姚德忠;张年英
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相敏检波器的工作原理相敏检波器是一种广泛应用于无线通信系统中的重要器件，它能够将高频信号转换成低频信号，用于接收和解调调制信号。

相敏检波器的工作原理主要基于相移和幅度调制的特性，下面我们将详细介绍相敏检波器的工作原理。

首先，我们来了解一下相敏检波器的基本结构。

相敏检波器主要由相移网络、幅度调制网络和滤波器组成。

相移网络用于将输入信号进行相移处理，幅度调制网络则用于调制信号的幅度，最后通过滤波器将信号进行滤波，得到所需的低频信号。

在相敏检波器中，输入的高频信号首先经过相移网络，相移网络会引入一个与输入信号频率成正比的相位变化，这样就实现了对输入信号的相位调制。

接着，经过幅度调制网络的调制，将相位调制的信号转换成幅度调制的信号。

最后，经过滤波器的滤波处理，得到所需的低频信号。

相敏检波器的工作原理可以用数学模型来描述。

假设输入信号为cos(ωt)，经过相移网络后变为cos(ωt+φ)，再经过幅度调制网络后变为Acos(ωt+φ)，其中A为幅度调制的系数。

最后经过滤波器滤波处理，得到低频信号。

可以看出，相敏检波器的工作原理主要是通过相位调制和幅度调制来实现对高频信号的处理。

相敏检波器在无线通信系统中有着重要的应用。

它可以用于接收调制信号，解调成基带信号，从而实现信号的传输和处理。

相敏检波器的工作原理简单清晰，结构也相对简单，因此在实际应用中具有较高的可靠性和稳定性。

总之，相敏检波器是一种重要的无线通信器件，它通过相位调制和幅度调制来实现对高频信号的处理，能够将高频信号转换成低频信号，用于接收和解调调制信号。

相敏检波器的工作原理简单清晰，结构相对简单，具有较高的可靠性和稳定性，因此在无线通信系统中有着广泛的应用。

数字相敏检波器在测井仪器中的应用研究
李科;鲁保平;张家田
【期刊名称】《石油仪器》
【年(卷),期】2011(025)001
【摘要】在测井仪器的信号采集设计中,需解决在恶劣工作环境中对微弱信号的精确测量的问题.常规的相关检测一般都采用模拟开关相敏检波来实现.然而硬件的相关检测方法,受到元器件温度性能的影响,表现为在高温情况下存在严重的测量误差.文章针对于目前测井仪器中的模拟相敏检波器的存在的稳定性低的缺点,提出了采用数字相敏检波器实现相关检测的的方法.该方法克服了温度变化所产生的影响,能够更精确的进行小信号的相关检测,最后使用MATLAB对文中的数字相敏检波算法进行了仿真验证.
【总页数】4页(P35-38)
【作者】李科;鲁保平;张家田
【作者单位】西安石油大学电子工程学院,陕西西安中国石油测井有限公司技术中心,陕西西安;中国石油测井有限公司技术中心,陕西西安;西安石油大学电子工程学院,陕西西安
【正文语种】中文
【中图分类】P631.8+3
【相关文献】
1.数字相敏检波在随钻电阻率测井仪中的应用 [J], 刘升虎;邢亚敏;胡启月
2.微电成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及DSP实现 [J], 徐方友;肖宏;曹启刚;马雪青
3.数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用 [J], 孔力;石军;徐方友;刘家玮
4.测井仪器中数字相敏检波算法的设计与实现 [J], 苏日建;孔力;石军
5.侧向仪器中数字相敏检波算法的改进与实现 [J], 张森峰;高秀晓;陈文;戴光明;姚德忠;张年英
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第27卷　第6期2006年6月仪　器　仪　表　学　报Ch inese Jou rnal of Scien tific In strum en tV o l.27N o.6Jun.2006精密阻抗分析仪中数字相敏检波技术研究与实现Ξ王晓俊1　周杏鹏1　王　毅21(南京东南大学自动控制系　南京　210096)2(南京长盛仪器有限公司　南京　211100)摘要　研究了20～1M H z范围内数字阻抗分析仪中相敏检波器的设计原理,并详细介绍了基于该原理的信号采集原理、关键参数的计算、功能电路的设计,及以D SP为核心的相敏检波器实时算法。

实践表明,该新型相敏检波器的研制成功使得阻抗分析仪的整机性能和性价比都较传统仪器有了很大的提高。

关键词　阻抗测量　相敏检波器　等效采样　实时算法中图分类号　TM93313　文献标识码　A　国家标准学科分类代码　12013099Research and Rea l iza tion of D PS D Techn ique i n Prec ision I m pedance Ana lyzerW ang X iao jun1　Zhou X ingp eng1　W ang　Y i21(D ep a rt m en t of A u to m a tic Con trol,S ou theast U n iversity,N anj ing210096,Ch ina)2(N anj ing Chang sheng Instrum en t Co.,L td.,N anj ing211100,Ch ina)Abstract　T he theo ry of a novel digital phase detecto r in20～1M H z i m pedance analyzer is p ropo sed.T he signal samp ling theo ry,the calculati on of key param eters,the design of functi on circuits,and the real2ti m e algo rithm based on D SP are described in detail.T he results indicate that using the i m pedance analyzer i m p lem ented w ith such a novel phase detecto r can trem endously i m p rove its perfo rm ance and the perfo rm ance2p rice rati o,compar2 ing w ith the traditi onal instrum ents.Key words　I mpedance analyzing　Phase detecto r　Equivalent samp ling　R eal2ti m e algo rithm1　引 言电子电器行业产品研发和生产一般均需要能测量电子、电气元器件多种参数(阻抗、导纳、相角、电阻、电抗、电纳、电容、电感、品质因素、损耗因素)的综合测量仪器一阻抗分析仪。

相敏检波（一）相敏检波的功用和原理1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。

2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。

第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。

对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。

为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。

3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。

从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。

有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。

4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。

这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。

二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。

这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。

（二）相敏检波电路的选频与鉴相特性1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。

以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。

对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。

基于fpga的数字相敏检波算法实现fpga（Field Programmable Gate Array）是一种非易失可配置逻辑器件，成为当今技术发展的关键产品之一。

近年来，由于其高速处理能力、低功耗、低成本等特点，fpga在数字信号处理领域得到了越来越多的应用。

一种常见的应用就是基于fpga的数字相敏检波算法实现。

在基于fpga的数字相敏检波算法中，首先要实现的是数字滤波器的设计。

这里的滤波器必须能够满足信号处理的时序要求，保证信号有较低的噪声水平。

基于此，一般采用离散傅立叶变换（DFT）进行信号滤波，使用折线拟合技术对滤波系数进行优化，从而获得高质量的滤波结果。

接下来，应该实现的是数字相敏检波的算法。

首先，通过数字滤波器进行数据采样，并将数据转换为频域数据。

然后，为了解决检波问题，把信号进行振幅处理，使噪声的振幅大小小于某一特定阈值，以判断其检波结果。

最后，以系统仿真结果为准，基于fpga实现数字相敏检波算法。

数字相敏检波算法是fpga应用中常用的一种有效方法，它可以将信号进行调制和解调，从而控制信号的振幅。

此外，基于fpga的数字相敏检波算法具有较强的容错性和可靠性，可以提供调制解调以及精确测量等功能，在许多领域得到了广泛的应用。

综上所述，基于fpga的数字相敏检波算法是一种有效的信号处理技术，由于其低功耗、低成本特点，被广泛应用于许多领域。

它可以利用数字滤波器进行数据采样和频域数据转换；利用折线拟合技术优化系统性能；利用振幅处理和判断阈值实现信号检波；利用fpga实现算法，最终达到调制解调以及精确测量等功能。