一種光信號(hào)的解調(diào)方法、裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光信號(hào)的解調(diào)方法、裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]利用光電傳感器探測(cè)物體的有無(wú)、運(yùn)動(dòng)、位移等是一種在各行業(yè)都廣泛應(yīng)用的通用技術(shù)，原理都是通過(guò)檢測(cè)物體出現(xiàn)在光路時(shí)探測(cè)光信號(hào)大小的變化。在很多應(yīng)用場(chǎng)合下都存在環(huán)境光(干擾光)，如室外陽(yáng)光、室內(nèi)日光燈等，這些都會(huì)對(duì)光電傳感器的檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)干擾，限制檢測(cè)的應(yīng)用。
[0003]為了降低環(huán)境光的影響，基本都會(huì)對(duì)探測(cè)光信號(hào)進(jìn)行脈沖調(diào)制，通過(guò)開(kāi)、關(guān)光發(fā)射器的方法產(chǎn)生頻率區(qū)別于(通常是高于)干擾光信號(hào)的調(diào)制信號(hào)，然后在接收器端對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)還原出探測(cè)光信號(hào)。
[0004]解調(diào)方式主要有模擬式和數(shù)字式。模擬式又主要分兩種:一是在檢測(cè)電路上設(shè)置高通濾波器，把低頻的干擾光信號(hào)濾掉，保留下來(lái)高頻的探測(cè)光信號(hào)。由于干擾光信號(hào)和探測(cè)光信號(hào)通常都是非理想正弦信號(hào)，兩者的頻譜往往存在重疊部分，尤其是干擾光的頻率和探測(cè)光的調(diào)制頻率較接近時(shí)，高通濾波器濾掉干擾光信號(hào)的同時(shí)也會(huì)對(duì)探測(cè)光信號(hào)的幅度造成較大影響，導(dǎo)致探測(cè)光信號(hào)的幅度失真。
[0005]另一種模擬解調(diào)式是在接收器端設(shè)置具有低通濾波器的干擾光檢測(cè)電路，干擾光檢測(cè)電路檢測(cè)到干擾光信號(hào)后，通過(guò)電路反饋到接收器前端，用所述干擾光信號(hào)抵消混合信號(hào)中的干擾光部分，剩下來(lái)的就是光電傳感器的探測(cè)光信號(hào)。這種方式電路復(fù)雜，而且難以完全抵消掉干擾光，剩余信號(hào)中往往仍帶有較大的干擾光成分，最終仍導(dǎo)致探測(cè)光信號(hào)的幅度失真。
[0006]數(shù)字式解調(diào)是把混合信號(hào)通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)采樣后進(jìn)行數(shù)字化處理。它也可以采用數(shù)字高通濾波器，把低頻的干擾光信號(hào)濾掉，保留下來(lái)高頻的探測(cè)光信號(hào)。但這種數(shù)字式解調(diào)方法的效果和模擬高通濾波器并沒(méi)多大差異。也有方案對(duì)光發(fā)射器在執(zhí)行相鄰的開(kāi)和關(guān)動(dòng)作時(shí)生成的信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的減法處理，得到探測(cè)光信號(hào)，然而，這種處理得到的探測(cè)光信號(hào)中仍然帶有較強(qiáng)的干擾光成分，探測(cè)光信號(hào)的幅度失真較大。
[0007]綜上所述，以上解調(diào)方式都隨著探測(cè)光信號(hào)信噪比的降低或者調(diào)制頻率的降低而出現(xiàn)探測(cè)光信號(hào)的幅度失真變大的問(wèn)題，只適用于干擾光不太強(qiáng)，或者探測(cè)光信號(hào)信噪比不是很差的場(chǎng)合，當(dāng)干擾光信號(hào)的強(qiáng)度較大時(shí)，探測(cè)光信號(hào)的檢測(cè)基本就失效了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N光信號(hào)的解調(diào)方法、裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)提供的探測(cè)光信號(hào)的解調(diào)方法，探測(cè)光信號(hào)的幅度失真較大的問(wèn)題。
[0009]—方面，提供一種光信號(hào)的解調(diào)方法，所述方法包括:
[0010]接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的采樣信號(hào)，所述采樣信號(hào)包括:所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)得到的采樣數(shù)據(jù)A(N)，N為自然數(shù)；
[0011]根據(jù)A (N)執(zhí)行第一去基線操作，得到第一去基線結(jié)果值Y1 (N)，所述第一去基線操作為根據(jù)A (N)之前間隔N1個(gè)時(shí)間點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)A (N-N1)和A (N)之后間隔N2個(gè)時(shí)間點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)A (N+N2)，計(jì)算平均值得到第一基線，利用所述第一基線得到所述A (N)的第一去基線數(shù)據(jù)Y1 (N)，N1和N2均為預(yù)設(shè)的奇數(shù)；
[0012]迭代執(zhí)行J次第二去基線操作，得到第二去基線結(jié)果值Y㈨)(N)，所述第二去基線操作為根據(jù)上一次去基線操作得到的數(shù)據(jù)Yi (N)之前間隔N3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)Yi (N-N3)和1 (N)之后間隔N4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)Yi (N-N4),計(jì)算得到第二基線，利用所述第二基線得至IJ所述Yi (N)的第二去基線數(shù)據(jù)Y (i+1) (N)，J為預(yù)設(shè)的正整數(shù)，N3和N4均為預(yù)設(shè)的奇數(shù)；
[0013]輸出所述的Υα+υ (N)。
[0014]進(jìn)一步地，調(diào)用如下所述的公式執(zhí)行第一去基線操作，得到Y(jié)1 (N):
[0015]Y1 (N) =A (N) - [A (N-N1) +A (Ν+Ν2) ] /2。
[0016]進(jìn)一步地，調(diào)用如下所述的公式執(zhí)行第二去基線操作，得到Y(jié) (J+1) (N):
[0017]Y (i+1) (N) = (Yi (N) - [Yi (N-N3) +Yi _4) ] /kl} k2
[0018]其中，kl，k2均為預(yù)設(shè)的正數(shù)。
[0019]進(jìn)一步地，在所述接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的采樣信號(hào)之前，還包括:
[0020]以預(yù)設(shè)調(diào)制頻率控制光發(fā)射器的開(kāi)、關(guān)，使光發(fā)射器輸出周期性的調(diào)制信號(hào)至光接收器。
[0021]進(jìn)一步地，所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率是所述預(yù)設(shè)調(diào)制頻率的兩倍。
[0022]進(jìn)一步地,在所述輸出Y (J+1) (N)之前,還包括對(duì)所述Y (J+1) (N)放大或者縮小。
[0023]進(jìn)一步地，所述kl等于2，所述k2等于2 ;或者所述％、N2, N3和N4均等于I。
[0024]進(jìn)一步地，所述J為2-10的正整數(shù)。
[0025]另一方面，提供一種光信號(hào)的解調(diào)裝置，所述裝置包括:
[0026]采樣信號(hào)接收單元，用于接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的采樣信號(hào)，所述采樣信號(hào)包括:所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)得到的采樣數(shù)據(jù)A(N)，N為自然數(shù)；
[0027]第一去基線單元，用于根據(jù)A (N)執(zhí)行第一去基線操作，得到第一去基線結(jié)果值Y1(N)，所述第一去基線操作為根據(jù)A (N)之前間隔N1個(gè)時(shí)間點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)A (N-N1)和A (N)之后間隔N2個(gè)時(shí)間點(diǎn)的采樣數(shù)據(jù)A (N+N2)，計(jì)算平均值得到第一基線，利用所述第一基線得到所述A (N)的第一去基線數(shù)據(jù)Y1 (N)，N1和N2均為預(yù)設(shè)的奇數(shù)；
[0028]第二去基線單元，用于迭代執(zhí)行J次第二去基線操作，得到第二去基線結(jié)果值Y(J+1) (N),所述第二去基線操作為根據(jù)上一次去基線操作得到的數(shù)據(jù)Yi (N)之前間隔N3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)Yi(N)之后間隔N4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)Yi (N+N4)，計(jì)算得到第二基線，利用所述第二基線得到所述Yi (N)的第二去基線數(shù)據(jù)Y(i+1) (N)，J為預(yù)設(shè)的正整數(shù)，優(yōu)選J為2-10的正整數(shù)，N3和N4均為預(yù)設(shè)的奇數(shù)，優(yōu)選N3和N4均為I ;
[0029]光信號(hào)幅度輸出單兀,用于輸出Y (J+1) (N)。
[0030]進(jìn)一步地，光信號(hào)幅度輸出單兀輸出光發(fā)射器開(kāi)啟所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
[0031]進(jìn)一步地，所述第一去基線單元調(diào)用如下所述公式執(zhí)行第一去基線操作，得到Y(jié)1(N):
[0032]Y1 (N) =A (N) - [A (N-N1) +A (N+N2) ] /2。
[0033]進(jìn)一步地，所述第二去基線單元迭代調(diào)用如下所述公式執(zhí)行第二去基線操作，得到 Y (J+1) (N):
[0034]Y (i+1) (N) = (Yi (N) - [Yi (N-N3) +Yi _4) ] /k I} k2
[0035]其中，kl，k2均為預(yù)設(shè)的正數(shù)，優(yōu)選kl和k2均為2。
[0036]在本申請(qǐng)，在執(zhí)行第一去基線操作，得到光信號(hào)的幅度后，還可以根據(jù)自己的需要，迭代執(zhí)行J次第二去基線操作，對(duì)該光信號(hào)的幅度進(jìn)行處理，得到精度更高的光信號(hào)的幅度。通過(guò)多次迭代執(zhí)行該第二去基線操作，相比傳統(tǒng)的光信號(hào)的解調(diào)方式能極大的提高探測(cè)光信號(hào)的抗干擾能力，極大的降低了應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)信噪比的要求，極大的提高了探測(cè)光信號(hào)的檢測(cè)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的光信號(hào)的解調(diào)方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0038]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的光發(fā)射器開(kāi)關(guān)時(shí)刻與ADC采樣時(shí)刻的相關(guān)關(guān)系示意圖；
[0039]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的第一去基線操作的原理示意圖；
[0040]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一提供的執(zhí)行一次第一去基線操作的效果仿真示意圖；
[0041]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的執(zhí)行一次第一去基線操作和一次第二去基線操作的效果仿真示意圖；
[0042]圖6是本發(fā)明實(shí)施例二提供的光信號(hào)的解調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0043]圖7是本發(fā)明實(shí)施例三提供的光信號(hào)的解調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0045]在本發(fā)明實(shí)施例中，接收模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的采樣信