一种信号调制方法、系统、装置及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及量子测控领域，特别涉及一种信号调制方法、系统、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着量子计算的发展，量子测控设备的小型化成为了重要的研究方向，阻塞量子测控设备小型化主要是由于量子测控设备复杂的信号混频、滤波甚至二次混频等等信号调制问题导致。在通信过程中，需要将信号从一个频率搬移到另一个频率，从而方便地在不同的频带之间进行处理和传输。混频技术利用非线性元件，如二极管等，将输入信号与本地振荡信号进行混合，通过选频回路或其他方式得到所需的输出信号。由于混频器本身可能引入额外的噪声和干扰，这可能会对解调性能和信号质量造成不利影响。

2、因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种信号调制方法、系统、装置及计算机可读存储介质，通过输入信号改变放大组件的增益值从而控制载波信号的峰值大小，实现信号调制，相比于混频器的调制方案，没有额外的噪声和干扰的问题，提高解调性能和信号质量。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种信号调制方法，应用于信号调制装置，所述信号调制装置包括放大组件，所述信号调制方法包括：

3、获取载波信号和输入信号；

4、基于所述载波信号和所述输入信号确定目标增益值；

5、将所述放大组件的当前增益值调整为所述目标增益值，以使所述放大组件按照所述目标增益值对所述载波信号的峰值进行调整，得到调制信号；调整后的载波信号的峰值的大小跟随所述输入信号。

6、其中，基于所述载波信号和所述输入信号确定目标增益值的过程包括：

7、确定所述载波信号的峰值和所述输入信号的幅值；

8、根据所述载波信号的峰值确定所述载波信号的幅值；

9、基于所述输入信号的幅值和所述载波信号的幅值确定目标增益值。

10、其中，基于所述输入信号的幅值和所述载波信号的幅值确定目标增益值之前，所述信号调制方法还包括：

11、基于所述载波信号的幅值、所述输入信号的频率、最大摆幅及幅值建立预设关系式；

12、基于所述输入信号的幅值和所述载波信号的幅值确定目标增益值的过程包括：

13、基于所述预设关系式确定目标增益值。

14、其中，所述预设关系式为k=（c/a）×（1+p）×（b×sin（2πft））/b；

15、其中，k为所述目标增益值，c为所述输入信号的幅值，a为所述载波信号的幅值，f为所述输入信号的频率，p为调制系数，b为所述输入信号的最大摆幅，t为时间。

16、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种信号调制系统，应用于信号调制装置，所述信号调制装置包括放大组件，所述信号调制系统包括：

17、获取模块，用于获取载波信号和输入信号；

18、确定模块，用于基于所述载波信号和所述输入信号确定目标增益值；

19、调整模块，用于将所述放大组件的当前增益值调整为所述目标增益值，以使所述放大组件按照所述目标增益值对所述载波信号的峰值进行调整，得到调制信号；调整后的载波信号的峰值的大小跟随所述输入信号。

20、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的信号调制方法的步骤。

21、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种信号调制装置，包括：

22、控制组件，用于接收载波信号和输入信号，基于所述载波信号和所述输入信号确定目标增益值，基于所述目标增益值生成当前控制信号；

23、调整组件，用于根据所述当前控制信号将放大组件的当前增益值调整为所述目标增益值；

24、所述放大组件，用于按所述目标增益值对所述载波信号的峰值进行调整，得到调制信号；调整后的载波信号的峰值的大小跟随所述输入信号。

25、其中，所述控制组件包括：

26、测量模块，用于接收所述载波信号，并测量所述载波信号的峰值，基于所述载波信号的峰值得到所述载波信号的幅值；

27、采样模块，用于接收所述输入信号，并获取所述输入信号的幅值；

28、控制模块，用于根据所述输入信号的幅值和所述载波信号的幅值确定目标增益值，并基于所述目标增益值生成当前控制信号。

29、其中，所述控制模块还用于存储预设关系式，所述预设关系式为基于所述载波信号的幅值、所述输入信号的频率、最大摆幅及幅值建立的关系式；

30、根据所述输入信号的幅值和所述载波信号的幅值确定目标增益值的过程包括：

31、根据所述预设关系式确定目标增益值。

32、其中，所述预设关系式为k=（c/a）×（1+p）×（b×sin（2πft））/b；

33、其中，k为所述目标增益值，c为所述输入信号的幅值，a为所述载波信号的幅值，f为所述输入信号的频率，p为调制系数，b为所述输入信号的最大摆幅，t为时间。

34、其中，所述测量模块为第一模数转换器，所述采样模块为第二模数转换器，所述第一模数转换器的采样率大于所述第二模数转换器的采样率。

35、其中，所述放大组件包括放大器，所述调整组件包括至少一个电阻模块；

36、所有所述电阻模块连接后的第一端与所述放大器的反相输入端连接，所有所述电阻模块连接后的第二端与所述放大器的输出端连接，每一所述电阻模块用于基于所述当前控制信号可选择地接入所述放大器的输出端与所述放大器的反相输入端之间。

37、其中，所述当前控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，所述电阻模块包括至少一个调整电阻，以及与所述调整电阻一一对应连接的开关；

38、所述开关，用于当接收到所述第一控制信号后导通，当接收到所述第二控制信号后断开。

39、其中，所述电阻模块包括多个所述调整电阻，多个所述调整电阻串联和/或并联。

40、其中，所述放大组件还包括电源、第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中：

41、所述电源的正极端与所述第一电阻的第一端及所述放大器的同相输入端连接，所述第二电阻的第一端与所述放大器的反相输入端连接，所述第三电阻的第一端与所述放大器的输出端连接，所述第三电阻的第二端输出调制信号，所述电源的负极端、所述第一电阻的第二端及所述第二电阻的第二端均接地。

42、其中，所述信号调制装置还包括：

43、滤波组件，用于对所述放大组件输出的调制信号中的开关噪声进行滤除。

44、其中，所述滤波组件包括带通滤波器。

45、其中，所述信号调制装置还包括：

46、调理组件，用于对滤除所述开关噪声的调制信号进行处理，得到所述调制信号对应的包络信号，所述包络信号的波形与所述输入信号的波形相同；

47、基于所述载波信号和所述输入信号确定目标增益值的过程包括：

48、基于所述载波信号和所述包络信号确定目标增益值。

49、本发明提供了一种信号调制方法，应用于信号调制装置，信号调制装置包括放大组件，信号调制方法包括：获取载波信号和输入信号；基于载波信号和输入信号确定目标增益值；将放大组件的当前增益值调整为目标增益值，以使放大组件按照目标增益值对载波信号的峰值进行调整，得到调制信号；调整后的载波信号的峰值的大小跟随输入信号。

50、可见，在实际应用中，采用本发明的方案，通过输入信号改变放大组件的增益值从而控制载波信号的峰值大小，实现信号调制，相比于混频器的调制方案，没有额外的噪声和干扰的问题，提高解调性能和信号质量。

51、本发明还提供了一种信号调制装置、系统及计算机可读存储介质，具有和上述信号调制方案相同的有益效果。