1.一种全数字移相微信号锁相检测方法,其特征在于,包括:
信源端发射一个待检测定频微弱信号,麦克风接收微弱信号和环境噪声形成混合信号;
利用单片机直接产生定频正弦波为扬声器提供主动激励信号,采用外部功率放大电路将定频正弦波激励信号送入信源端,扬声器发声;
麦克风声音传感器接收被噪声污染的激励信号即混合信号,混合信号经过自动增益控制模块AGC进入带通滤波器,滤掉部分噪声;
单片机的数模转换器DAC产生一个与激励信号同频的数字移相信号,模拟乘法器将滤掉部分噪声的混合信号与数字移相信号进行乘法处理,得到携带直流分量的二倍频正弦信号,模拟乘法器的输出二倍频和直流送入低通滤波器获得正弦变化的直流信号;
模数转换器ADC将上述直流信号采回到单片机计算单元计算32个采样平均值,获取32个采样平均值的最大值MAX和峰均比PAR,并根据单片机判断单元判断MAX和PAR是否符合预设阈值范围,若符合,单片机判定检测到该微弱信号并将其输出,若不符合,则判定未检测到任何微弱信号;
所述产生数字移相信号具体包括:单片机比较器TB_1和TB_2分别传送一个同频同步的PWM,在中断函数中改变DMA的源地址数据,即将正弦波表向右平移(1/32)*2π相位,得到32次同频的相位右移正弦波参考信号;ADC单元将采集回来的正弦变化直流信号,即32个离散直流信号点构成的呈正弦变化的信号装入随机存储器RAM暂时存储,循环调用RAM中的正弦变化直流信号点,对其进行累加求和得累加结果TEMP_SUM,再对TEMP_SUM做除法运算,将除法运算结果装入平均值数组存储器中,即得到ADC采集回来的正弦变化直流信号数据的平均值,对ADC单元采回的32个正弦变化直流信号的平均值数据取平均值AVERAGE_32,提取32个平均值数据的最大值MAX,根据公式PAR=MAX/AVERAGE_32计算峰均比PAR值,并由单片机比较器判断MAX和PAR是否符合预设阈值范围,若符合,单片机判定检测到该微弱信号并将其输出,若不符合,则判定未检测到任何微弱信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述数字移相信号为使其在单个信号序列中存在32个相位连续变化的正弦波,每个正弦波相位变化(1/32)*2π。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述激励信号的产生具体包括,DAC单元配置一个正弦波表,利用DMA通道以字节为单位循环传送正弦波表,获得重复的正弦波块传送给DAC12_0单元;同时比较器产生PWM波,调整PWM波占空比和周期;将正弦波块和PWM波送入滤波器实现D/A转换,得到正弦波激励信号。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述实现D/A转换具体为,在PWM波上升沿触发时,通过比较寄存器CCR0的控制装载传输数据给DAC12_0模块,DAC12_0模块进行矫正偏移误差的检验修正运算,并将结果转换为模拟量,得到正弦波激励信号。
5.一种全数字移相微信号锁相检测设备,其特征在于,包括:自动增益控制电路、带通滤波器、乘法单元、低通滤波器、ADC单元,信源端发射一个待检测定频微弱信号,麦克风接收微弱信号和环境噪声形成混合信号;
利用单片机直接产生定频正弦波为扬声器提供主动激励信号,采用外部功率放大电路将定频正弦波激励信号送入信源端,扬声器发声;
麦克风声音传感器接收被噪声污染的激励信号即混合信号,混合信号经过自动增益控制模块AGC进入带通滤波器,滤掉部分噪声;
单片机的数模转换器DAC产生一个与激励信号同频的数字移相信号,模拟乘法器将滤掉部分噪声的混合信号与数字移相信号进行乘法处理,得到携带直流分量的二倍频正弦信号,模拟乘法器的输出二倍频和直流送入低通滤波器获得正弦变化的直流信号;
模数转换器ADC将上述直流信号采回到单片机计算单元计算32个采样平均值,获取32个采样平均值的最大值MAX和峰均比PAR,并根据单片机判断单元判断MAX和PAR是否符合预设阈值范围,若符合,单片机判定检测到该微弱信号并将其输出,若不符合,则判定未检测到任何微弱信号;
单片机比较器TB_1和TB_2分别传送一个同频同步的PWM,在中断函数中改变DMA的源地址数据,即将正弦波表向右平移(1/32)*2π相位,得到32次同频的相位右移正弦波参考信号;ADC单元将采集回来的正弦变化直流信号,即32个离散直流信号点构成的呈正弦变化的信号装入随机存储器RAM暂时存储,循环调用RAM中的正弦变化直流信号点,对其进行累加求和得累加结果TEMP_SUM,再对TEMP_SUM做除法运算,将除法运算结果装入平均值数组存储器中,即得到ADC采集回来的正弦变化直流信号数据的平均值,对ADC单元采回的32个正弦变化直流信号的平均值数据取平均值AVERAGE_32,提取32个平均值数据的最大值MAX,根据公式PAR=MAX/AVERAGE_32计算峰均比PAR值,并由单片机比较器判断MAX和PAR是否符合预设阈值范围,若符合,单片机判定检测到该微弱信号并将其输出,若不符合,则判定未检测到任何微弱信号。
6.根据权利要求5所述设备,其特征在于,所述激励信号的产生具体包括,DAC单元配置一个正弦波表,利用DMA通道以字节为单位循环传送正弦波表,获得重复的正弦波块传送给DAC12_0单元;同时比较器产生PWM波,调整PWM波占空比和周期;将正弦波块和PWM波送入滤波器实现D/A转换,得到正弦波激励信号。