注入随机噪声进行信号修调的方法及磁性编码器转让专利
申请号 : CN202211230734.X
文献号 : CN115290125B
文献日 : 2023-02-10
发明人 : 王超 , 钱振煌 , 唐文江 , 郑荣昌
申请人 : 泉州昆泰芯微电子科技有限公司
摘要 :
本申请属于对磁场信号进行检测处理的技术领域，提供了一种注入随机噪声进行信号修调的方法及磁性编码器，该方法包括：预存修调参考表，修调参考表含有多组一一对应的参考点和修调值ycal，相邻的参考点的差值为C；获取检测值ydet；注入随机噪声ynoise，获得含噪值ymix=ydet+ynoise；根据含噪值ymix查询修调参考表得到对应的修调值ycal，计算第一校正值ycor=ymix+ycal；对第一校正值ycor进行低通滤波而得到第二校正值y’cor；随机噪声ynoise的频谱为检测值ydet的采样频率的2倍以上，随机噪声ynoise的幅值为C，随机噪声ynoise的数学期望为0。本申请提供的注入随机噪声进行信号修调的方法无需经过复杂的乘除法运算，可通过数字电路实现数据的运算从而获得较高的信号修调效率，可有效降低计算成本。
权利要求 :
1.一种注入随机噪声进行信号修调的方法，其特征在于，包括：预存修调参考表，所述修调参考表含有多组一一对应的参考点和修调值ycal，相邻的参考点的差值为C；
获取检测值ydet；
注入随机噪声ynoise，获得含噪值ymix＝ydet+ynoise；
根据含噪值ymix查询所述修调参考表得到对应的修调值ycal，计算第一校正值ycor＝ymix+ycal；
对第一校正值ycor进行低通滤波而得到第二校正值y’cor；
其中，随机噪声ynoise的频谱为检测值ydet的采样频率的2倍以上，随机噪声ynoise的幅值为C，随机噪声ynoise的数学期望为0；
并且，所述根据含噪值ymix查询所述修调参考表得到对应的修调值ycal包括：找到与含噪值ymix最接近的参考点，以该最接近的参考点所对应的修调值ycal计算第一校正值ycor。
2.如权利要求1所述的注入随机噪声进行信号修调的方法，其特征在于：检测值ydet的采样频率不小于200MHz ，且随机噪声ynoise的频谱为检测值ydet的采样频率的2至10倍。
3.如权利要求1所述的注入随机噪声进行信号修调的方法，其特征在于：所述修调参考表含有m个参考点，参考点用REF[i]表示，其中REF[1]＝0，REF[i+1]＝KREF[i]+2，m、i和K均为正整数，且1≤i≤m，m≥2，K≥1。
4.如权利要求3所述的注入随机噪声进行信号修调的方法，其特征在于：K‑1
含噪值ymix和参考点以二进制表示，含噪值ymix和二进制的2 相加得到yindex，将yindex与各个参考点相比较以找到与yindex最接近的参考点，并且以该参考点作为与含噪值ymix最接近的参考点。
5.如权利要求4所述的注入随机噪声进行信号修调的方法，其特征在于：K＝4，含噪值ymix和参考点的二进制位数大于或等于8。
6.如权利要求1至5任一项所述的注入随机噪声进行信号修调的方法，其特征在于：所述注入随机噪声进行信号修调的方法的信号检测对象为角度。
7.如权利要求1至5任一项所述的注入随机噪声进行信号修调的方法，其特征在于：所述注入随机噪声进行信号修调的方法通过硬件描述语言实现数据的运算。
8.一种磁性编码器，其特征在于：
所述磁性编码器包括磁传感器和信号处理电路，所述信号处理电路根据权利要求1至7任一项所述的注入随机噪声进行信号修调的方法计算外界磁场相对于所述磁传感器转动的角度。
9.如权利要求8所述的磁性编码器，其特征在于：
所述信号处理电路包括随机数生成器、第一加法器、查表模块、存储器、第二加法器和低通滤波器，所述存储器存有所述修调参考表，所述磁传感器输出检测值ydet，检测值ydet和所述随机数生成器输出的随机噪声ynoise通过第一加法器相加而得到含噪值ymix，含噪值ymix输入至所述查表模块，所述查表模块根据含噪值ymix从所述修调参考表查询到对应的修调值ycal，含噪值ymix和修调值ycal通过第二加法器相加而得到第一校正值ycor，第一校正值ycor经过所述低通滤波器滤波后得到第二校正值y’cor。
说明书 :
注入随机噪声进行信号修调的方法及磁性编码器
技术领域
[0001] 本申请属于对磁场信号进行检测处理的技术领域，更具体地说，是涉及一种注入随机噪声进行信号修调的方法及磁性编码器。
背景技术
[0002] 用于检测线性位移或转动角度的磁传感器通常会因为制造误差或环境因素的影响而在不同的位移或角度产生不同的误差。为了校正这些误差，通常通过查表的方式对检
测值进行补偿。
测值进行补偿。
[0003] 以角度传感器为例，在0 到 360度之间以均匀步长取N个参考点, REF[1], REF[2]......REF[i] ......REF[N]。通过磁传感器实际运行，测量出每个参考点的误差 OFS
[1], OFS[2]......OFS[i] ......OFS[N]，REF[i]与OFS[i]一一对应。当检测角度等于
REF[i] 时候，将检测角度加上 OFS[i] 输出，从而得到修正角度等于 REF[i] + OFS[i]。
当检测角度DET[x]处在两个参考点REF [i] 、REF [i+1]之间时，检测角度DET[x]到REF
[i]的距离为n，检测角度DET[x]到REF [i+1]的距离为p，可通过线性插值得到该处的非线
性修正值：OFS[x]=p/(n+p)*OFS[i]+n/(n+p)*OFS[i+1]。则修正角度等于DET[x]+ OFS[x]。
[1], OFS[2]......OFS[i] ......OFS[N]，REF[i]与OFS[i]一一对应。当检测角度等于
REF[i] 时候，将检测角度加上 OFS[i] 输出，从而得到修正角度等于 REF[i] + OFS[i]。
当检测角度DET[x]处在两个参考点REF [i] 、REF [i+1]之间时，检测角度DET[x]到REF
[i]的距离为n，检测角度DET[x]到REF [i+1]的距离为p，可通过线性插值得到该处的非线
性修正值：OFS[x]=p/(n+p)*OFS[i]+n/(n+p)*OFS[i+1]。则修正角度等于DET[x]+ OFS[x]。
[0004] 这种线性插值方法的缺点包括：
[0005] 1.每次修正包含复杂的乘法和除法，通过数字电路的芯片逻辑实现乘除法需要耗费较多时间，运算效率较低。
[0006] 2.当传感器采样速度非常高(例如达到200Mhz)时候，要求每次修正计算必须在极短的一个时钟周期内(5ns)完成，这对于芯片常用的180nm工艺来说是难以实现，或者需要
消耗巨大的芯片面积和功耗。
消耗巨大的芯片面积和功耗。
[0007] 所以有必要提供一种可降低计算成本的信号误差修调方法。
发明内容
[0008] 本申请的目的在于提供一种注入随机噪声进行信号修调的方法及磁性编码器，以解决现有技术中存在的信号误差修调需要耗费较多的计算成本的技术问题。
[0009] 为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种注入随机噪声进行信号修调的方法，包括：
[0010] 预存修调参考表，所述修调参考表含有多组一一对应的参考点和修调值ycal，相邻的参考点的差值为C；
[0011] 获取检测值ydet；
[0012] 注入随机噪声ynoise，获得含噪值ymix= ydet+ynoise；
[0013] 根据含噪值ymix查询所述修调参考表得到对应的修调值ycal，计算第一校正值ycor=ymix+ycal；
[0014] 对第一校正值ycor进行低通滤波而得到第二校正值y’cor；
[0015] 其中，随机噪声ynoise的频谱为检测值ydet的采样频率的2倍以上，随机噪声ynoise的幅值为C，随机噪声ynoise的数学期望为0。
[0016] 可选地，检测值ydet的采样频率不小于200MHZ，且随机噪声ynoise的频谱为检测值ydet的采样频率的2至10倍。
[0017] 可选地，所述根据含噪值ymix查询所述修调参考表得到对应的修调值ycal包括：找到与含噪值ymix最接近的参考点，以该最接近的参考点所对应的修调值ycal计算第一校正值
ycor。
ycor。
[0018] 可选地，所述修调参考表含有m个参考点，参考点用REF[i]表示，其中REF[1]=0，K
REF[i+1]= REF[i]+2，m、i和K均为正整数，且1≤i≤m，m≥2，K≥1。
REF[i+1]= REF[i]+2，m、i和K均为正整数，且1≤i≤m，m≥2，K≥1。
[0019] 可选地，含噪值ymix和参考点以二进制表示，含噪值ymix和二进制的2K‑1相加得到yindex，将yindex与各个参考点相比较以找到与yindex最接近的参考点，并且以该参考点作为与含噪值ymix最接近的参考点。
[0020] 可选地，K=4，含噪值ymix和参考点的二进制位数大于或等于8。
[0021] 可选地，所述注入随机噪声进行信号修调的方法的信号检测对象为角度。
[0022] 可选地，所述注入随机噪声进行信号修调的方法通过硬件描述语言实现数据的运算。
[0023] 本申请还提供一种磁性编码器，其包括磁传感器和信号处理电路，所述信号处理电路根据所述注入随机噪声进行信号修调的方法计算外界磁场相对于所述磁传感器转动
的角度。
的角度。
[0024] 可选地，所述信号处理电路包括随机数生成器、第一加法器、查表模块、存储器、第二加法器和低通滤波器，所述存储器存有所述修调参考表，所述磁传感器输出检测值ydet，检测值ydet和所述随机数生成器输出的随机噪声ynoise通过第一加法器相加而得到含噪值
ymix，含噪值ymix输入至所述查表模块，所述查表模块根据含噪值ymix从所述修调参考表查询到对应的修调值ycal，含噪值ymix和修调值ycal通过第二加法器相加而得到第一校正值ycor，第一校正值ycor经过所述低通滤波器滤波后得到第二校正值y’cor。
ymix，含噪值ymix输入至所述查表模块，所述查表模块根据含噪值ymix从所述修调参考表查询到对应的修调值ycal，含噪值ymix和修调值ycal通过第二加法器相加而得到第一校正值ycor，第一校正值ycor经过所述低通滤波器滤波后得到第二校正值y’cor。
[0025] 本申请提供的注入随机噪声进行信号修调的方法的有益效果在于：与现有技术相比，本申请向检测值ydet注入随机噪声ynoise获得含噪值ymix，随机噪声ynoise的频谱明显大于检测值ydet的采样频率，则获得的含噪值ymix的频谱明显大于检测值ydet的采样频率，因为随机噪声ynoise的数学期望为0，所以含噪值ymix以对应的检测值ydet为中心在其两侧均匀分布，因为随机噪声ynoise的幅值为C，所以由某检测值ydet生成的含噪值ymix必然覆盖至少一个接近该检测值ydet的参考点，根据含噪值ymix查询修调参考表得到对应的修调值ycal，计算第一校正值ycor=ymix+ycal，则第一校正值ycor可关于某值均匀分布，对第一校正值ycor进行低通滤波而得到第二校正值y’cor，第二校正值y’cor可作为该检测值ydet的较为可靠的修正结果；本注入随机噪声进行信号修调的方法无需经过复杂的乘除法运算，可通过数字电路实现数据
的运算从而获得较高的信号修调效率，可有效降低计算成本。
的运算从而获得较高的信号修调效率，可有效降低计算成本。
附图说明
[0026] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
[0027] 图1为本申请实施例提供的磁性编码器的示意图。
[0028] 图2为本申请实施例提供的参考点与修调值对应关系的示意图。
[0029] 其中，图中各附图标记：
[0030] 11‑第一加法器，12‑第二加法器。
具体实施方式
[0031] 为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本申请，并不用于限定本申请。
用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0032] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0033] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0034] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035] 请参阅图1，现对本申请实施例提供的磁性编码器进行说明。磁性编码器包括磁传感器和信号处理电路，信号处理电路根据注入随机噪声进行信号修调的方法计算外界磁场
相对于磁传感器转动的角度。
相对于磁传感器转动的角度。
[0036] 在一些示例中，磁铁相对于磁传感器转动，磁性编码器通过磁传感器检测变化的磁信号，并且将检测的磁信号提供给信号处理电路。磁传感器可以是磁阻效应传感器、霍尔
效应传感器等能够检测变化的磁信号的传感器。磁传感器可以呈现为封装好的芯片，也可
以呈现为芯片内部的结构。在一些示例中，磁传感器和信号处理电路可以一起集成于同一
个芯片，而该芯片可称为磁性编码器，简称磁编。在另一些示例中，磁性编码器可以呈现为
PCBA，而磁传感器和信号处理电路为该PCBA上的电路器件。
效应传感器等能够检测变化的磁信号的传感器。磁传感器可以呈现为封装好的芯片，也可
以呈现为芯片内部的结构。在一些示例中，磁传感器和信号处理电路可以一起集成于同一
个芯片，而该芯片可称为磁性编码器，简称磁编。在另一些示例中，磁性编码器可以呈现为
PCBA，而磁传感器和信号处理电路为该PCBA上的电路器件。
[0037] 信号处理电路包括随机数生成器、第一加法器11、查表模块、存储器、第二加法器12和低通滤波器，存储器存有修调参考表，磁传感器输出检测值ydet，检测值ydet和随机数生成器输出的随机噪声ynoise通过第一加法器11相加而得到含噪值ymix，含噪值ymix输入至查表模块，查表模块根据含噪值ymix从修调参考表查询到对应的修调值ycal，含噪值ymix和修调值ycal通过第二加法器12相加而得到第一校正值ycor，第一校正值ycor经过低通滤波器滤波后
得到第二校正值y’cor。信号处理电路所包含的随机数生成器、第一加法器11、查表模块、存储器、第二加法器12和低通滤波器均可通过硬件描述语言来实现，其执行的注入随机噪声
进行信号修调的方法的数据运算可获得较高的效率。
得到第二校正值y’cor。信号处理电路所包含的随机数生成器、第一加法器11、查表模块、存储器、第二加法器12和低通滤波器均可通过硬件描述语言来实现，其执行的注入随机噪声
进行信号修调的方法的数据运算可获得较高的效率。
[0038] 以下对本申请实施例提供的注入随机噪声进行信号修调的方法进行说明。该方法的信号检测对象为线性位移或转动角度。
[0039] 注入随机噪声进行信号修调的方法需要用到修调参考表，修调参考表含有多组一一对应的参考点和修调值ycal，相邻的参考点的差值为C。
[0040] 注入随机噪声进行信号修调的方法包括以下步骤：
[0041] 获取检测值ydet；
[0042] 注入随机噪声ynoise，获得含噪值ymix= ydet+ynoise；
[0043] 根据含噪值ymix查询修调参考表得到对应的修调值ycal，计算第一校正值ycor=ymix+ycal；
[0044] 对第一校正值ycor进行低通滤波而得到第二校正值y’cor；
[0045] 其中，随机噪声ynoise的频谱为检测值ydet的采样频率的2倍以上，随机噪声ynoise的幅值为C，随机噪声ynoise的数学期望为0。
[0046] 本申请提供的注入随机噪声进行信号修调的方法的有益效果在于：与现有技术相比，本申请向检测值ydet注入随机噪声ynoise获得含噪值ymix，随机噪声ynoise的频谱明显大于检测值ydet的采样频率，则获得的含噪值ymix的频谱明显大于检测值ydet的采样频率，因为随机噪声ynoise的数学期望为0，所以含噪值ymix以对应的检测值ydet为中心在其两侧均匀分布，因为随机噪声ynoise的幅值为C，所以由某检测值ydet生成的含噪值ymix必然覆盖至少一个接近该检测值ydet的参考点，根据含噪值ymix查询修调参考表得到对应的修调值ycal，计算第一校正值ycor=ymix+ycal，则第一校正值ycor可关于某值均匀分布，对第一校正值ycor进行低通滤波而得到第二校正值y’cor，第二校正值y’cor可作为该检测值ydet的较为可靠的修正结果；本注入随机噪声进行信号修调的方法无需经过复杂的乘除法运算，可通过数字电路实现数据
的运算从而获得较高的信号修调效率，可有效降低计算成本。
的运算从而获得较高的信号修调效率，可有效降低计算成本。
[0047] 本申请提供的注入随机噪声进行信号修调的方法对检测值ydet的采样频率没有特别的要求。当检测值ydet的采样频率较高时，本申请相对于现有技术的优点更加突出，可以
获得优异的信号修调效率。在一些示例中，检测值ydet的采样频率不小于200MHZ。
获得优异的信号修调效率。在一些示例中，检测值ydet的采样频率不小于200MHZ。
[0048] 随机噪声ynoise的数学期望为0，幅值为C，即幅值等于修调参考表中相邻的参考点的差值。随机噪声ynoise可以由随机函数产生，因为随机噪声ynoise的数学期望为0，所以含噪值ymix以对应的检测值ydet为中心在其两侧均匀分布。
[0049] 与检测值ydet的采样频率相比，随机噪声ynoise的频谱需要在合理的范围内。如果随机噪声ynoise的频谱过低，则含噪值ymix和第一校正值ycor可能得不到均匀的发散而导致修调结果失真。如果随机噪声ynoise的频谱过高，则产生随机噪声ynoise的算法较复杂或者对硬件的要求较高。优选地，随机噪声ynoise的频谱为检测值ydet的采样频率的2至10倍，可以获得较佳的修调结果。在实际应用中，随机数生成器输出的随机噪声ynoise的频率往往不纯粹，这里所说的随机噪声ynoise的频谱是指本领域技术人员所通俗理解的噪声的主频，或者中心频率。在一些情况下，随机噪声ynoise也可以称为伪随机噪声。
[0050] 请参阅图2，假设检测值ydet位于第一参考点REF1和第二参考点REF2之间，检测值ydet到第一参考点REF1的距离为n，检测值ydet到第二参考点REF2的距离为p，C=n+p，第一参考点REF1对应第一修调值ycal1，第二参考点REF2对应第二修调值ycal2。
[0051] 如果按现有的线性插值方法，则含噪值ymix对应的修调值为p/(n+p)* ycal1+n/(n+p)* ycal2。
[0052] 这种算法包含复杂的乘法和除法，通过数字电路的芯片逻辑实现乘除法需要耗费较多时间，运算效率较低。本申请尽量避免这种涉及复杂乘除法的计算。
[0053] 本申请根据含噪值ymix查询修调参考表得到对应的修调值ycal，包括以下两种情况：
[0054] 情况一：找到与含噪值ymix最接近的参考点，以该最接近的参考点所对应的修调值ycal计算第一校正值ycor。如果第二参考点REF2更接近含噪值ymix，即n＞p，则以第二参考点REF2所对应的修调值ycal2计算第一校正值ycor。如果含噪值ymix恰好等于某参考点（n=0，或p=
0），则该参考点即为与含噪值ymix最接近的参考点，以该参考点所对应的修调值计算第一校正值ycor。
0），则该参考点即为与含噪值ymix最接近的参考点，以该参考点所对应的修调值计算第一校正值ycor。
[0055] 情况二：第一参考点REF1和第二参考点REF2为相邻的两个参考点，如果含噪值ymix到第一参考点REF1和第二参考点REF2的距离相等，即n=p，则令ycal= ycal1，或者ycal= ycal2，或者ycal=( ycal1+ ycal2)/2。
[0056] 含噪值ymix以相同的概率均匀分布在检测值ydet的左右两侧，即区间[ydet‑C/2，ydet+C/2]内。
[0057] 假设含噪值ymix落入区间A[ydet‑C/2，REF1+C/2]内，含噪值ymix更靠近REF1，应取ycal1作为修调值ycal；区间A的宽度= REF1+C/2‑（ydet‑C/2）=C‑n=p，ymix落入区间A的概率为p/(n+p)。
[0058] 假设含噪值ymix落入区间B[REF1+C/2，ydet+C/2]内，含噪值ymix更靠近REF2，应取ycal2作为修调值ycal；区间B的宽度= ydet+C/2‑（REF1+C/2）= n，ymix落入区间B的概率为n/(n+p)。
[0059] 则在区间[ydet‑C/2，ydet+C/2]内，修调值ycal的数学期望为p/(n+p)* ycal1+n/(n+p)* ycal2，也即，根据本申请提供的注入随机噪声进行信号修调的方法得到的修调值ycal的数学期望等于根据现有的线性插值方法计算得出的修调值。
[0060] 也可根据以下公式推导得出修调值ycal的数学期望：
[0061]
[0062] 其中 为随机概率密度。
[0063] 对于情况二，即n=p的情况，其概率是非常小的，在这种情况下，令ycal= ycal1、ycal= ycal2或ycal=( ycal1+ ycal2)/2，都是可以的，不会对运算结果产生实质性影响。
[0064] 以下介绍如何找到与含噪值ymix最接近的参考点。
[0065] 假设修调参考表含有m个参考点，参考点用REF[i]表示，其中REF[1]=0，REF[i+1]= K K K
REF[i]+2 ，即C=2 ，m、i和K均为正整数，且1≤i≤m，m≥2，K≥1。REF[1]=0，C=2的好处在于，K
2 用二进制表示的时候只有其中一位是1，其它位都是0。在这种情况下，可以以该为1的位
将各个参考点分割为两部分：比较部分（高位）和存余部分（低位），该为1的位归属于比较部分。含噪值ymix也相应地分割为比较部分（高位）和存余部分（低位），将含噪值ymix的比较部分与参考点的比较部分做比较即可。
REF[i]+2 ，即C=2 ，m、i和K均为正整数，且1≤i≤m，m≥2，K≥1。REF[1]=0，C=2的好处在于，K
2 用二进制表示的时候只有其中一位是1，其它位都是0。在这种情况下，可以以该为1的位
将各个参考点分割为两部分：比较部分（高位）和存余部分（低位），该为1的位归属于比较部分。含噪值ymix也相应地分割为比较部分（高位）和存余部分（低位），将含噪值ymix的比较部分与参考点的比较部分做比较即可。
[0066] 进一步地，含噪值ymix和参考点以二进制表示，含噪值ymix和二进制的2K‑1相加得到yindex，将yindex与各个参考点相比较以找到与yindex最接近的参考点，并且以该参考点作为与K‑1含噪值ymix最接近的参考点。含噪值ymix和二进制的2 相加，相当于十进制的“四舍五入”， K‑1
2 与含噪值ymix的存余部分对应，相加后，若无进位，则含噪值ymix的比较部分不变，相当于“四舍”；若有进位，则含噪值ymix的比较部分加1，相当于“五入”。
2 与含噪值ymix的存余部分对应，相加后，若无进位，则含噪值ymix的比较部分不变，相当于“四舍”；若有进位，则含噪值ymix的比较部分加1，相当于“五入”。
[0067] 优选地，K=4，含噪值ymix和参考点的二进制位数大于或等于8。含噪值ymix和参考点的二进制位数可以是8、12、16、20、24、28或32等。
[0068] 表1示出了参考点的一个示例。
[0069] 表1
[0070]
[0071] 在表1所示的示例中，C=2K =16，K=4，含噪值ymix和参考点的二进制位数为8，含噪K‑1
值ymix和参考点的高4位为比较部分，低4位为存余部分。2 的二进制表示为00001000。假设
K‑1
第一含噪值ymix1为00010001（十进制为17），则yindex1=ymix1+2 =00010001+00001000=
00011001，用yindex1的高4位与参考点的高4位比较可快速找到最接近的00010000（十进制为K‑1
16）。假设第二含噪值ymix2为00011101（十进制为29），则yindex2=ymix2+2 =00011101+
00001000=00100101，用yindex2的高4位与参考点的高4位比较可快速找到最接近的00100000
（十进制为32）。
值ymix和参考点的高4位为比较部分，低4位为存余部分。2 的二进制表示为00001000。假设
K‑1
第一含噪值ymix1为00010001（十进制为17），则yindex1=ymix1+2 =00010001+00001000=
00011001，用yindex1的高4位与参考点的高4位比较可快速找到最接近的00010000（十进制为K‑1
16）。假设第二含噪值ymix2为00011101（十进制为29），则yindex2=ymix2+2 =00011101+
00001000=00100101，用yindex2的高4位与参考点的高4位比较可快速找到最接近的00100000
（十进制为32）。
[0072] 在一些示例中，也可以将各个参考点的高4位作为其序号，将yindex的高4位与各个参考点的序号做比较可快速找到最接近的参考点。
[0073] 值得注意的是，表1所列的参考点的单位不是度，所给出的数值不直接以度为单位R
来指示角度。为了便于二进制表示，可以用2表示360°，R为正整数。例如令R=8，用256（二进制为100000000）表示360°，用128（二进制为10000000）表示180°，用16（二进制为00010000）表示22.5°。在该举例中，假设二进制存储位数为8位，用256（二进制为100000000）表示
360°，100000000将会溢出而变为00000000，考虑到360°与0°重合，所以在实际应用中用
00000000表示360°或0°也是可以的。
来指示角度。为了便于二进制表示，可以用2表示360°，R为正整数。例如令R=8，用256（二进制为100000000）表示360°，用128（二进制为10000000）表示180°，用16（二进制为00010000）表示22.5°。在该举例中，假设二进制存储位数为8位，用256（二进制为100000000）表示
360°，100000000将会溢出而变为00000000，考虑到360°与0°重合，所以在实际应用中用
00000000表示360°或0°也是可以的。
[0074] 第一校正值ycor=ymix+ycal，第一校正值ycor含有随机噪声ynoise的高频特性，经过低通滤波器的低通滤波后可得到较为可靠的第二校正值y’cor。本申请的低通滤波器可采用现有技术。例如低通滤波器可以直接使用传统传感器信号处理系统中用于祛除信号中真实噪
声的滤波器，真实噪声和为了非线性修调加入的随机噪声ynoise线性叠加后, 可以在一个同
样的低通滤波器中同步祛除。
声的滤波器，真实噪声和为了非线性修调加入的随机噪声ynoise线性叠加后, 可以在一个同
样的低通滤波器中同步祛除。
[0075] 优选地，注入随机噪声进行信号修调的方法通过硬件描述语言实现数据的运算。
[0076] 为了获得优异的运算速度，本申请的一个实施例应用了硬件描述语言，注入随机噪声进行信号修调的方法可以通过硬件描述语言实现数据的运算。可以理解的是，注入随
机噪声进行信号修调的方法也可以通过其他方式来实现数据的运算。本申请应用的硬件描
述语言可以是VHDL（Very‑HiCh‑Speed InteCrated Circuit Hardware Description
LanCuaCe），也可以是Verilog HDL。与微处理器MCU计算相比，用硬件描述语言最终生成的
集成电路具有并行运算速度快的显著优点。就数学计算而言，通过硬件描述语言在集成电
路内实现数据位数比较大的任意数之间的一般乘法或一般除法的计算速度相对较慢，消费
硬件成本太大, 所以本申请尽量避免复杂的乘除法计算。此外值得注意的是，硬件描述语
言在计算时，2的指数次幂的乘除法使用移位运算来实现，所以2的指数次幂的乘除法的计
算速度也是比较快的。
机噪声进行信号修调的方法也可以通过其他方式来实现数据的运算。本申请应用的硬件描
述语言可以是VHDL（Very‑HiCh‑Speed InteCrated Circuit Hardware Description
LanCuaCe），也可以是Verilog HDL。与微处理器MCU计算相比，用硬件描述语言最终生成的
集成电路具有并行运算速度快的显著优点。就数学计算而言，通过硬件描述语言在集成电
路内实现数据位数比较大的任意数之间的一般乘法或一般除法的计算速度相对较慢，消费
硬件成本太大, 所以本申请尽量避免复杂的乘除法计算。此外值得注意的是，硬件描述语
言在计算时，2的指数次幂的乘除法使用移位运算来实现，所以2的指数次幂的乘除法的计
算速度也是比较快的。
[0077] 以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。