本申請涉及信號處理,尤其涉及一種信號分離系統、方法、設備、存儲介質及程序產品。
背景技術:
1、在通信、音頻處理、生物電信號檢測、工業無損探傷等多種應用場景中,經常需要從包含多種頻率成分的混在信號中分離出特定的目標頻次分量。
2、目前,相關技術多依賴于采用固定參數的濾波器組實現模擬域信號分離,具體的,首先根據待分離的目標頻次,選用或配置具有對應中心頻率的帶通濾波器。隨后,將混雜信號輸入該濾波器,利用其幅頻特性衰減目標頻次以外的信號分量,從而實現信號分離。此類方案的結構要點在于,其濾波器的諧振頻率、帶寬等關鍵參數在電路制造完成后即被確定。
3、然而,在通過上述方案實現信號分離時,存在無法連續、靈活地適配不同目標頻次的缺陷,導致系統適應性差、應用范圍受限。
技術實現思路
1、本申請實施例提供一種信號分離系統、方法、設備、存儲介質及程序產品,用以連續、靈活地實現不同目標頻次的信號分離,從而達到提升系統適應性和應用范圍的效果。
2、第一方面,本申請實施例提供一種信號分離系統,所述系統包括:
3、特征提取模塊,用于獲取與混雜信號基頻同頻的交流電壓信號,將所述交流電壓信號轉化為直流基準電壓,并基于目標頻次放大所述直流基準電壓,得到所述目標頻次對應的特征延時電壓;
4、物理場調控模塊,包括物理場敏感的壓控元件和一階全通濾波器;所述物理場調控模塊用于獲取所述特征延時電壓,通過所述特征延時電壓驅動所述壓控元件產生強度連續變化的物理場,使所述一階全通濾波器的無源元件參數隨物理場強度連續變化,以生成與所述目標頻次匹配的延時信號;
5、信號分離與復原模塊,用于根據所述延時信號從所述混雜信號中分離出目標頻次分量。
6、第二方面,本申請實施例提供一種信號分離方法,所述方法包括:
7、將與混雜信號基頻同頻的交流電壓信號轉化為直流基準電壓,并基于目標頻次放大所述直流基準電壓,得到所述目標頻次對應的特征延時電壓;
8、通過所述特征延時電壓驅動所述壓控元件產生強度連續變化的物理場,使所述一階全通濾波器的無源元件參數隨物理場強度連續變化,以生成與所述目標頻次匹配的延時信號;
9、根據所述延時信號從所述混雜信號中分離出目標頻次分量。
10、第三方面,本申請實施例提供一種信號分離裝置,所述裝置包括:
11、轉化模塊,用于將與混雜信號基頻同頻的交流電壓信號轉化為直流基準電壓,并基于目標頻次放大所述直流基準電壓,得到所述目標頻次對應的特征延時電壓;
12、生成模塊,用于通過所述特征延時電壓驅動所述壓控元件產生強度連續變化的物理場,使所述一階全通濾波器的無源元件參數隨物理場強度連續變化,以生成與所述目標頻次匹配的延時信號;
13、分離模塊,用于根據所述延時信號從所述混雜信號中分離出目標頻次分量。
14、第四方面,本申請實施例提供一種電子設備,包括:至少一個處理器,存儲器;
15、所述存儲器存儲計算機執行指令;
16、所述處理器執行所述存儲器存儲的計算機執行指令,使得所述處理器執行如上第二方面所述的方法。
17、第五方面,本申請實施例提供一種計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執行指令,所述計算機執行指令被處理器執行時用于實現如上第二方面所述的方法。
18、第六方面,本申請實施例提供一種計算機程序產品,包括計算機程序,該計算機程序被處理器執行時實現如上第二方面所述的方法。
19、本申請實施例提供的信號分離系統、方法、設備、存儲介質及程序產品,信號分離系統通過特征提取模塊將目標頻次轉化為可編程的特征延時電壓,并利用該特征延時電壓驅動物理場調控模塊,通過物理場連續改變一階全通濾波器的無源元件參數,從而生成與目標頻次精確匹配的延時信號,最終由信號分離與復原模塊利用該延時信號從混雜信號中分離出目標分量。在該過程中,系統將目標頻次的數字指令映射為可精確調控的模擬電壓,進而通過電壓-物理場-元件參數的級聯控制,實現了對濾波器相位延時特性的連續、線性電調諧,使得單一硬件電路具備了響應任意目標頻次的通用分離能力,達到以簡潔的硬件架構實現寬范圍、高精度、連續可調的實時信號分離,有效解決了參數濾波器組靈活性差、系統冗余及匹配精度不足的問題,達到了有效提升系統適應性、應用范圍的效果。
1.一種信號分離系統,其特征在于,所述系統包括:
2.根據權利要求1所述的系統,其特征在于,所述特征提取模塊具體用于基于至少兩個目標頻次放大所述直流基準電壓,得到至少兩個特征延時電壓;
3.根據權利要求1或2所述的系統,其特征在于,所述物理場調控模塊具體用于:
4.根據權利要求3所述的系統,其特征在于,所述壓控元件與所述一階全通濾波器的無源元件耦合包括:所述壓控元件集成于所述一階全通濾波器中或所述壓控元件獨立設置;
5.根據權利要求1或2所述的系統,其特征在于,所述無源元件包括可變電阻和/或可變電容,所述可變電阻的阻值和/或可變電容的容值隨所述物理場強度的變化而單調連續變化,且所述延時信號的延遲時長為所述可變電阻與可變電容的乘積或組合函數。
6.根據權利要求1或2所述的系統,其特征在于,所述特征提取模塊包括頻壓率轉換模塊和放大器,所述特征提取模塊具體用于:
7.根據權利要求1或2所述的系統,其特征在于,所述系統還包括信號跟蹤模塊,所述信號跟蹤模塊用于在接收到所述混雜信號時,通過pll鎖相電路鎖定所述混雜信號基頻,輸出與所述混雜信號基頻同頻的交流電壓信號。
8.根據權利要求1或2所述的系統,其特征在于,所述信號分離與復原模塊包括延遲相消單元和相位復原單元;
9.根據權利要求8所述的系統,其特征在于,當所述系統包括n個所述物理場調控模塊時,所述延遲相消單元由n個級聯的延遲相消子電路構成;第i級延遲相消子電路用于接收第i-1級處理后的殘余混雜信號以及與第i個目標頻次對應的第i個延時信號,通過所述信號相消運算,從中提取出第i個目標頻次分量作為第i路第一信號,并將所述殘余混雜信號傳遞至第i+1級;其中,i為從1至n的整數,第0級的所述殘余混雜信號為原始的所述混雜信號;
10.一種信號分離方法,其特征在于,所述方法包括:
11.一種電子設備,其特征在于,包括:至少一個處理器,存儲器;
12.一種計算機可讀存儲介質,其特征在于,所述計算機可讀存儲介質中存儲有計算機執行指令,所述計算機執行指令被處理器執行時用于實現如權利要求10所述的方法。
13.一種計算機程序產品,其特征在于,包括計算機程序,該計算機程序被處理器執行時實現權利要求10所述的方法。