一种基于sigma-delta的VI模拟信号变送系统及方法与流程
本申请涉及信号处理领域，具体而言，特别涉及一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统及方法。
背景技术：
1、在工业自动化、过程控制和数据采集等领域，信号变送器扮演着至关重要的角色，变送器的工作原理基于负反馈机制，主要包括测量部分、放大器和反馈部分。测量部分检测被测变量并转换成放大器可接受的输入信号；反馈部分将变送器的输出信号转换为反馈信号，与输入信号进行比较后，由放大器放大并转换成标准输出信号。变送器按输出信号类型可分为电流输出型和电压输出型两种，这些信号随后可以被进一步处理或用于控制各种工业过程。
2、在模拟信号处理领域，很多变送器可能缺乏足够的精度和稳定性，或者在长距离传输和噪声抑制方面表现不足。此外，随着工业环境对设备的要求越来越高，现有技术可能难以满足新的挑战，如在极端温度或电磁干扰环境下保持性能等，并且现有的变送器只能对一种信号范围的输入信号进行变送，无法适应于多种应用场景内，因此，亟需一种新型的模拟信号变送系统，使其能够提供更高的精度和稳定性，能够兼容不同范围的输入信号。
技术实现思路
1、基于现有技术的不足，针对现有模拟输入信号范围较小、应用受限的问题，本申请实施例提供了一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统，包括调制单元，具体为sigma-delta调制器，用于将模拟输入信号调制为数字信号；滤波单元，用于对调制后所述数字信号中的噪声进行滤除并输出滤波信号；截断单元，具体为1位截断器，用于将滤波后的所述滤波信号截断为1比特模拟信号，并输出当前截断信号；平滑单元，用于平滑截断后的所述截断信号，去除高频噪声和干扰后输出模拟输出信号；变送单元，用于转换平滑后的所述模拟输出信号性质并输出模拟变送信号；反馈单元，用于将所述模拟输出信号反馈至输入，并重新对所述模拟输出信号进行调制变送。
2、可选地，所述模拟输入信号为模拟电压信号或模拟电流信号的其中一种。
3、可选地，所述滤波单元包括cic滤波器或fir滤波器的其中一种。
4、可选地，所述反馈单元将所述模拟输出信号反馈至所述调制单元的输入端进行调制。
5、可选地，所述反馈单元将所述模拟输出信号反馈至所述截断单元的输入端进行调制。
6、可选地，当所述反馈单元将所述模拟输出信号反馈至所述截断单元的输入端时，所述反馈单元包括adc和环路滤波器，用于将所述模拟输出信号转换为数字信号。
7、本申请实施例还提供了一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送方法，包括以下步骤：
8、将模拟电压信号或模拟电流信号通过所述调制单元调制为数字信号；
9、通过所述滤波单元对所述数字信号的高频噪声进行滤除并输出滤波信号；
10、通过所述截断单元将滤波后的所述滤波信号截断为1比特的模拟信号，并输出当前截断信号；
11、通过所述平滑单元对所述截断信号进行低通滤波，平滑所述截断信号并滤除高频部分的噪声后输出模拟输出信号；
12、通过所述变送单元改变平滑后所述模拟输出信号的性质并输出模拟变送信号；
13、通过所述反馈单元将所述模拟输出信号反馈到输入中重新进行调制变送。
14、本申请的有益效果是：本申请提出的一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统包括调制单元、滤波单元、截断单元、平滑单元、变送单元和反馈单元，模拟输入信号通过调制单元调制为数字信号，当前数字信号通过滤波单元滤除相应的高频噪声后输出滤波信号，截断单元将滤波信号截断为1比特的模拟信号并输出当前截断信号，再通过平滑单元对截断信号进行平滑滤波，滤除其中高频部分的噪声后输出模拟输出信号，再通过变送单元改变当前模拟输出信号的性质输出模拟变送信号，当输出的模拟变送信号不满足需求时，通过反馈单元将模拟输出信号反馈至输入端重新进行调制变送，直至满足需求。通过上述系统及方法能够将模拟电压信号或模拟电流信号变送为模拟电流信号和模拟电压信号，提高信号变送的灵活性，适应于多种信号处理的应用场景内。
技术特征：
1.一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统，其特征在于，包括调制单元，具体为sigma-delta调制器，用于将模拟输入信号调制为数字信号；滤波单元，用于对调制后所述数字信号中的噪声进行滤除并输出滤波信号；截断单元，具体为1位截断器，用于将滤波后的所述滤波信号截断为1比特模拟信号，并输出当前截断信号；平滑单元，用于平滑截断后的所述截断信号，去除高频噪声和干扰后输出模拟输出信号；变送单元，用于转换平滑后的所述模拟输出信号性质并输出模拟变送信号；反馈单元，用于将所述模拟输出信号反馈至输入，并重新对所述模拟输出信号进行调制变送。
2.根据权利要求1所述的一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统，其特征在于，所述模拟输入信号为模拟电压信号或模拟电流信号的其中一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统，其特征在于，所述滤波单元包括cic滤波器或fir滤波器的其中一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统，其特征在于，所述反馈单元将所述模拟输出信号反馈至所述调制单元的输入端进行调制。
5.根据权利要求1所述的一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统，其特征在于，所述反馈单元将所述模拟输出信号反馈至所述截断单元的输入端进行调制。
6.根据权利要求5所述的一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送系统，其特征在于，当所述反馈单元将所述模拟输出信号反馈至所述截断单元的输入端时，所述反馈单元包括adc和环路滤波器，用于将所述模拟输出信号转换为数字信号。
7.一种基于sigma-delta的v/i模拟信号变送方法，用于实施权利要求1~6任一项所述的v/i模拟信号变送系统，其特征在于，包括以下步骤：
技术总结
本申请公开了一种基于sigma‑delta的V/I模拟信号变送系统及方法，属于信号处理领域，包括调制单元、滤波单元、截断单元、平滑单元、变送单元和反馈单元，调制单元将模拟输入信号调制为数字信号，滤波单元滤除其高频噪声，截断单元将滤波信号截断为1比特模拟信号进行输出，平滑单元对当前截断信号平滑滤波后输出模拟输出信号，变送单元改变模拟输出信号的性质并输出模拟变送信号。此外，反馈单元可以将模拟输出信号反馈至输入端重新进行调制。通过上述系统及方法能够将模拟电压信号或模拟电流信号变送为模拟电流输出信号和模拟电压输出信号，提高了系统的兼容性，能够对不同类型的模拟信号源进行调制，使其能够处理更广泛的信号范围，适应于不同应用需求。
技术研发人员：陆晓峰,姚典,张议之
受保护的技术使用者：秦玄汉（苏州）信息科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5