二相编码转多相编码

一种二相编码信号调制特征分析方法张鑫;赵拥军【摘要】二相编码信号的调制特征对于信号的分选和识别是很重要的参数.在利用小波变换提取二相编码信号的调制特征时,尺度参数的设置很重要,他影响到小波脊线提取.通过正弦波频率估计的综合方法来精确地估计出信号的载频,并得到合适的尺度参数,再得到小波脊线.利用小波变换的模值来得到二相编码信号的调制特征.仿真试验验证了此方法的有效性.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2008(031)009【总页数】3页(P64-66)【关键词】二相编码信号;小波变换;小波脊线;尺度参数;频率估计【作者】张鑫;赵拥军【作者单位】解放军信息工程大学,信息工程学院,河南,郑州,450002;解放军信息工程大学,信息工程学院,河南,郑州,450002【正文语种】中文【中图分类】TN9141 引言在电子情报侦察和对抗领域，雷达信号(包括通信信号)的细微特征是非常重要的分选和识别参数，特别是随着先进体制雷达的出现，脉内分析对于获取信号的细微特征从而判别信号类型是一个非常重要的手段。

在电子对抗侦察中，分选和识别相位编码信号十分重要，二相编码信号又是常用的一种相位编码信号。

脉内相位编码信号作为一种低截获概率雷达信号之一，已经在现代雷达体制中得到广泛应用。

在利用小波变换时，尺度参数的确定是一个很重要的问题，在求取小波脊线时，需要估计信号的载频，而载频的精确估计将会影响到小波脊线的提取。

本文利用正弦波频率估计的综合方法得到二相编码信号的载频，设定好尺度参数，求得小波脊线，再利用小波变换的模值来判断信号的编码规律和码元宽度，并通过计算仿真验证了此方法。

2 二相编码信号的连续小波变换连续小波变换(CWT)也叫做积分小波变换，定义为：(1)式中，函数系称作小波函数，简称小波。

他是由母小波Ψ(t)经过不同的时间尺度伸缩和不同的时间平移得到的。

设二相编码信号的解析表达式为：s(t)=Aexp[jφ(t)]exp(jωct)(2)其中A为振幅，φ(t)为相位调制函数，ωc为信号载频。

无线通信技术中的编码方法在无线通信技术中，编码方法是用来将原始信息转换成数字信号的过程。

它是信息传输的关键步骤，可以提高信号的抗干扰能力、提高数据传输速率，并保证数据的正确性。

下面将介绍几种常见的无线通信编码方法。

一、调幅编码（AM）调幅编码是一种常见的模拟调制方法，通过改变载波信号的幅度来传输信息。

在调幅编码中，以不同的幅度代表不同的原始信息。

这种编码方法简单、易于实现，但是对干扰和噪声非常敏感，并且数据传输速率较低。

二、频移键控编码（FSK）频移键控编码是一种数字调制方法，通过改变载波信号的频率来传输信息。

在FSK编码中，不同的频率代表不同的二进制数据。

这种编码方法使用广泛，特别适用于低速数据传输，由于频率切换较慢，对干扰和误差较为敏感。

三、相移键控编码（PSK）相移键控编码是一种数字调制方法，通过改变载波信号的相位来传输信息。

在PSK编码中，不同的相位代表不同的二进制数据。

这种编码方法具有较高的数据传输速率和较好的抗干扰能力，广泛应用于数字通信系统中。

四、正交振幅编码（QAM）正交振幅编码是一种同时利用幅度和相位变化来传输信息的数字调制方法。

它通过将正弦波分为多个相互正交的子信号，并通过改变子信号的幅度和相位来表示信息。

这种编码方法可以传输更多的信息，拥有更高的数据传输速率，但同时也需要更复杂的解码过程。

五、差分编码（Differential Encoding）差分编码是一种特殊的编码方法，它通过记录信号的变化来传输信息。

在差分编码中，每个信号相对于前一个信号的变化来表示信息。

这种编码方法具有较好的抗噪性能，可以提高数据传输的可靠性。

六、迪布拉编码（Dibit Encoding）迪布拉编码是一种二进制编码方法，将每个比特映射到一个迪比特上。

迪比特是两个比特的编码，用来表示四种可能的状态，以提高数据传输的可靠性。

七、波码编码（Pulse Code Modulation）波码编码是一种常用的数字编码方法，用于将模拟信号转换为数字信号。

雷达相位编码1. 介绍雷达相位编码是一种用于雷达信号处理的技术，通过改变信号的相位来实现信息传输和目标探测。

相位编码技术在雷达领域有着广泛的应用，可以提高雷达系统的性能和效率。

在传统的雷达系统中，通常使用脉冲信号来进行目标探测。

但是脉冲信号具有固定的幅度和频率，无法携带更多的信息。

而相位编码技术可以通过改变信号的相位来携带更多的信息，从而提高雷达系统的功能。

2. 相位编码原理相位编码是基于相位调制原理实现的。

在雷达中，通常使用载波信号进行数据传输。

通过改变载波信号的相位来表示不同的数据或信息。

常见的相位编码方式有以下几种：2.1. Binary Phase Shift Keying (BPSK)BPSK是一种基本的二进制相位编码方式。

它将0和1分别映射到不同的载波相位上。

当要传输0时，载波信号保持原始相位不变；当要传输1时，载波信号反转180度。

BPSK具有简单、易于实现的优点，但是传输速率较低。

2.2. Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)QPSK是一种更高级的相位编码方式。

它将两个二进制比特映射到载波信号的四个不同相位上。

每个相位代表一个不同的符号。

QPSK可以提高传输速率，但对系统性能要求较高，需要更复杂的解调器。

2.3. M-ary Phase Shift Keying (M-PSK)M-PSK是一种多进制相位编码方式。

它将多个比特映射到载波信号的不同相位上。

M代表了可以表示的不同相位数目。

M-PSK可以进一步提高传输速率，但也使得系统更加复杂。

3. 相位编码在雷达中的应用雷达相位编码技术在雷达系统中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：3.1. 目标探测和跟踪相位编码技术可以提高雷达系统对目标的探测和跟踪能力。

通过改变信号的相位，可以增加信号的分辨率和抗干扰能力，从而提高目标检测和跟踪精度。

3.2. 数据传输和通信相位编码技术可以用于雷达系统中的数据传输和通信。

编码器的分类、特点及其应用详解编码器（encoder）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。

编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。

按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。

绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

根据检测原理，编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式，根据其刻度方法及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。

1.1 增量式编码器增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z 相；A、B两组脉冲相位差90度，从而可方便的判断出旋转方向，而Z相为每转一个脉冲，用于基准点定位。

它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。

其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

1.2 绝对式编码器绝对式编码器是直接输出数字的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘，每条道上有透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区树木是双倍关系，码盘上的码道数是它的二进制数码的位数，在吗盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件，当吗盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。

这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读书一个固定的与位置相对应的数字码。

显然，吗道必须N条吗道。

目前国内已有16位的绝对编码器产品。

1.3 混合式绝对编码器混合式绝对编码器，它输出两组信息，一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

二、光电编码器的应用增量型编码器与绝对型编码器区别1、角度测量。

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1. 非线性调频信号（NLFM）由前面介绍，我们知道为了解决单载频脉冲信号的局限性，在现代雷达系统中，人们普遍使用具有大时宽带宽积的脉冲压缩信号。

脉冲压缩技术：在发射端，通过对相对较宽的脉冲进行调制使其同时具有大的带宽，从而得到大时宽带宽积的发射信号；在接收端，对接收的回波信号进行压缩处理，得到较窄的脉冲。

下图为 LFM 信号脉压前后的回波对比图，同图中我们可以看出，脉压可极大的提升目标的距离分辨率。

故脉冲压缩可以有效地解决距离分辨力与平均功率（速度分辨力）之间的矛盾，能够得到较高的距离测量精度、速度测量精度、距离分辨率和速度分辨力，在现代雷达中得到了广泛的使用。

在脉冲压缩技术中，雷达所使用的发射信号波形的设计，是决定脉冲压缩性能的关键。

常用的发射信号波形分为：线性调频（LFM）信号，非线性调频（NLFM）信号和相位编码（PSK）信号等，本文主要讨论的是NLFM信号。

LFM 信号的产生和实现都比较容易，是研究最早、应用较为广泛的一种脉冲压缩信号。

LFM 信号的频率在脉冲宽度内与时间变化成线性关系。

LFM 信号最大的优点是匹配滤波器对回波信号的脉冲多普勒频移不敏感，即使回波信号具有较大的多普勒频移，采用原有的匹配滤器仍然能得到较好的脉冲压缩结果，因而可简化信号处理系统。

LFM信号波形如下图所示。

但 LFM 信号匹配滤波器输出响应的旁瓣较高，为了抑制旁瓣常需要进行加权处理，但这会造成主瓣展宽，并导致信噪比损失。

此外，LFM 信号的缺点是会产生多普勒耦合时移现象，不能同时独立提供距离和速度的测量值。

LFM 信号经过匹配滤波器后的输出响应及主副瓣图形如下图所示。

为了解决以上问题，现代雷达也经常采用非线性调频（NLFM）信号。

NLFM 信号的频率随着时间做非线性变化，其突出的优点是直接进行匹配滤波即可得到较低的旁瓣而无需加权处理，因而避免了引入加权所带来的信噪比损失问题。

二相编码雷达信号及常见问题处理姬长华;张秀丽【摘要】二相编码信号是常用的脉压雷达信号,具有较强的似噪声性和良好的低截获概率特性.介绍了二相编码信号及几种较好的可用于脉冲雷达的信号形式,给出了二相编码应用时所遇到的主要问题及处理方法,提出了处理距离遮挡、距离旁瓣、多普勒敏感的新思路.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2008(031)005【总页数】3页(P8-10)【关键词】二相编码;距离旁辩;多普勒敏感;雷达【作者】姬长华;张秀丽【作者单位】中国电子科技集团公司,第27研究所,河南,郑州,450015;中国电子科技集团公司,第27研究所,河南,郑州,450015【正文语种】中文【中图分类】TN971 引言相位编码脉冲压缩雷达[1]是把编码信息调制在载波相位中的一种雷达，实践中以二相编码应用为多。

在二相编码的应用中，有三个不可回避的问题，即距离遮挡、距离旁瓣和多普勒敏感。

本文介绍了二相编码信号及几种较好的可用于脉冲雷达的信号形式[2]，给出了二相编码应用时所遇到的主要问题及处理方法。

另外，从损失函数的角度论述了距离遮挡问题，提出了采用伪随机中断的方式来解决距离遮挡；取长的二相编码信号并不能无限提高主旁瓣比，因此提出用信号综合设计，即采用复杂信号的方法提高距离主旁瓣比；对于多普勒敏感，提出一种简便的分段相关算法。

2 二相编码信号一般的相位编码信号的复数形式表达式可以写成：(1)信号的复包络函数为：u(t)=α(t)ejφ(t)(2)(3)其中，φ(t)为相位调制函数，对于二相编码信号来说，φ(t)取0或π。

tp为相位编码子脉冲宽度，N为码长，T=Ntp为信号持续期。

应用傅里叶变换，可得二相编码信号频谱以及模糊函数表达式分别为：(4)(5)模糊函数是从时间和频率两个方面对信号进行分析的。

二相编码信号的模糊函数大多呈近似图钉型，有比较高的距离和多普勒分辨能力。

二相编码信号的带宽B与子脉冲带宽相近，即：B=1/tp=N/T信号的时宽带宽积或脉冲压缩比为：D=TB因此，采用长的二相码序列，能得到具有大时宽带宽积的脉冲压缩信号。

二相编码调制
二相编码调制（Binary Phase Shift Keying，BPSK）是一种数字通信调制技术，用于在无线通信和数字通信领域中将数字信息编码成模拟信号。

BPSK中，数据被编码为不同相位的载波信号，具体过程如下：
1.数据编码：将数字信息转化为二进制比特序列。

每个比特
通常表示为1或0。

2.载波生成：生成一个正弦波载波信号，以固定频率和振幅
进行调制。

例如，正弦波的频率为f，振幅为A。

3.二进制输入与相位映射：根据数据编码的比特序列，将1
映射为一个相位偏移(通常是0度)，将0映射为另一个相位偏移（通常是180度）。

这意味着每个比特在相位上有两种可能的值。

4.调制：将相位映射的结果应用于载波信号。

相位映射为1
的比特会在载波信号的相位上产生一个相位偏移，而相位映射为0的比特则不改变载波信号的相位。

5. 发送：通过信道将调制后的信号发送到接收端。

6. 接收：在接收端，接收到的信号经过解调和检测，将其转化为数字数据。

7.
解调：使用相干解调技术，将接收到的信号与本地的相干参考信号进行比较，以恢复原始的相位信息。

8. 检测：将恢复的相位信息转化为二进制数据，得到接收端的数字信息。

二相编码调制的优点之一是它相对简单，容易实现并能够在低信噪比环境中有效工作。

然而，它对信道噪声和多径效应相对敏感，并且传输速率通常较低。

因此，在实际应用中，BPSK通常与其他调制技术结合使用来提高性能和提供更高的数据传输速率。

正交相位编码正交相位编码（Orthogonal Phase Encoding）是一种常用于通信系统和信息存储的编码技术。

该技术利用信号在不同相位下表现出的正交性质，实现了高效的信息传输和存储。

正交相位编码的原理是将每个数据位映射为不同的相位，并将相位作为信号的一部分进行传输或存储。

在传输过程中，接收端通过解码恢复出原始数据。

正交相位编码主要包括两种方式：二进制相位编码（Binary Phase Encoding）和多进制相位编码（Multilevel Phase Encoding）。

二进制相位编码将每个数据位映射为信号的一个相位，常用的方式有0°和180°两种相位表示0和1。

通过这种方式，每个二进制数据位可以用一个相位表示，从而实现高效的数据传输。

在接收端，解码器可以将相位转换为对应的数据位。

多进制相位编码与二进制相位编码类似，但是相位的数量不仅限于两个。

多进制相位编码可以将多个数据位映射为信号的不同相位，从而提高信息传输的效率。

常见的多进制相位编码方式有四进制相位编码和八进制相位编码等，它们分别将每个数据位映射为四个或八个不同的相位。

正交相位编码的优点之一是具有抗干扰性能。

由于不同相位之间正交的特性，当信号受到干扰时，接收端可以通过解码器来恢复出原始数据。

这种抗干扰性能使得正交相位编码在噪声环境下有较好的性能表现。

另一个优点是高效的信号传输与存储。

正交相位编码可以实现多个数据位与一个相位的映射，从而提高了数据的传输效率。

对于存储系统来说，使用正交相位编码可以提高存储器的存储密度，节省存储空间。

正交相位编码还具有广泛的应用领域。

在通信系统中，它可以用于提高数据传输的速率和可靠性。

在信息存储系统中，它可以用于提高存储器的容量和读写速度。

此外，正交相位编码还可以应用于雷达系统、光通信和图像处理等领域。

总之，正交相位编码是一种有效的编码技术，可以实现高效的数据传输和存储。

它具有抗干扰性能、高效的信号传输与存储以及广泛的应用领域等优点。

电机控制中的编码器信号解析方法详解编码器是电机控制中常用的一种传感器，用于测量电机转动角度和速度。

编码器通过产生脉冲信号来反映电机的转动情况，然后通过解析这些信号，可以获取电机的准确位置和速度信息。

本文将详细介绍电机控制中常用的编码器信号解析方法。

一、基本原理编码器通常由一个固定的部分和一个旋转的部分组成。

固定部分安装在电机或机械系统中，旋转部分与电机转子或机械系统的旋转部分连接。

当旋转部分转动时，编码器会产生脉冲信号。

编码器的脉冲信号可以分为两种类型：增量式和绝对式。

增量式编码器的脉冲信号是根据传感器的旋转产生的。

每旋转一定角度，编码器会产生一个脉冲信号。

通过计算脉冲信号的数量和方向，可以推算出电机的位置和速度。

然而，由于增量式编码器脉冲信号只提供了相对位置信息，因此对于电机的绝对位置无法直接获取。

相比之下，绝对式编码器的脉冲信号可以直接反映出电机的绝对位置。

绝对式编码器通常有多个通道，每个通道对应一个二进制码。

每当电机转动时，编码器将会输出当前的二进制码，通过解析这些码可以准确获取电机的位置。

绝对式编码器的优点是不会对电机的位置信息进行积累误差，相比于增量式编码器更加精准。

二、编码器信号解析方法1. 增量式编码器信号解析方法增量式编码器的脉冲信号通常由两个通道组成，称为A相和B相。

这两个通道的脉冲信号相位差为90度，可以通过观察A相和B相脉冲信号的变化来推算电机的方向和位置。

在解析增量式编码器的脉冲信号时，可以使用两种主要方法：计数器法和相位差法。

计数器法是最简单的解析方法，通过计数A相和B相脉冲信号的上升沿或下降沿来统计转动的角度。

当计数值增加时，电机转动的方向为正；当计数值减小时，电机转动方向为负。

计数器方法简单直观，适用于大部分应用场景，但需要注意计数器的溢出问题。

相位差法是一种更精确的解析方法，它通过记录A相和B相脉冲信号的相位差来计算旋转角度。

通常情况下，电机转动1个角度单位，A相和B相的相位差为90度。