專利名稱：一種消除信號采樣中干擾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消除信號采樣中干擾的方法。
背景技術(shù)：
采樣也稱抽樣，是信號在時間上的離散化，即按照一定時間間隔A t在模擬信號x(t)上逐點采取其瞬時值。它是通過采樣脈沖和模擬信號相乘來實現(xiàn)的。采樣間隔的選擇和信號混淆對模擬信號采樣首先要確定采樣間隔。如何合理選擇At涉及到許多需要考慮的技術(shù)因素。一般而言，采樣頻率越高，采樣點數(shù)就越密，所得離散信號就越逼近于原信號。但過高的采樣頻率并不可取，對固定長度(T)的信號，采集到過大的數(shù)據(jù)量(N=T/At)，給計算機增加不必要的計算工作量和存儲空間。因此，采樣頻率通常遠小于采樣系統(tǒng)的工作頻率，比如若工作頻率是幾十兆赫，所選擇的采樣頻率一般在 幾百千赫。通常的采樣方式的主要目的是獲得被監(jiān)測信號的狀態(tài)，所使用的采樣方法只是將被監(jiān)測信號某采樣周期獲得的值作為采樣值。由于采樣過程不可避免的會受到周圍環(huán)境的制約，而產(chǎn)生干擾，所輸出的采樣信號并不能真實的反映被監(jiān)測信號的狀態(tài)。因此，再進一步的應(yīng)用中，采用濾波等方式對采樣信號進行加工處理，然而，依據(jù)該方法仍然無法去除其中的假值。原因在于，濾波只能消除比較小的干擾，如果在某一時刻因受到干擾產(chǎn)生毛刺，采樣時刻恰好采樣到該毛刺，那么據(jù)此容易把干擾值誤判為真實值。顯然，既有的采樣方法基本上都是通過對采樣后獲得的信號的處理來獲得真實反映被監(jiān)測信號的采樣信號，受制于采樣信號本身的特點，即便是后續(xù)處理電路足夠好，也未必能夠獲得真實值，信號采樣干擾的消除遇到了技術(shù)瓶頸。同時，越來越復(fù)雜的后續(xù)處理電路勢必會增加比較大的成本，且系統(tǒng)資源消耗也會比較大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明通過改善采樣階段的方法，來消除信號采樣中干擾，減少系統(tǒng)開銷，且獲得真實值的概率更高，可改進余地更大。
為此，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種消除信號采樣中干擾的方法，應(yīng)用于進行采樣的系統(tǒng)的工作頻率與采樣頻率的比為n的系統(tǒng)中，在一個采樣周期內(nèi)連續(xù)的m個工作周期各采樣一次；依序?qū)⑺@得的采樣值存放入被分配的采樣寄存器組中；取出所述采樣寄存器組中的所述采樣值，并進行比較，輸出m次采樣中占多數(shù)的采樣值作為當(dāng)前采樣周期的輸出值；其中2〈m〈n。依據(jù)本發(fā)明，采用在采樣階段進行信號采樣干擾消除的措施，提供了一個新的消除信號采樣中干擾的方法，開拓了一個新的技術(shù)方向。由于在本方法中僅僅使用了一些寄 存器，而這些寄存器在既有的方法中也會存在，只是在某些實現(xiàn)中所用到的寄存器數(shù)量多一些，相比于現(xiàn)有方案后續(xù)處理電路繁雜的電路來講，所消耗的資源非常有限。而通過多數(shù) 值確定方法，基本上可以比較可靠的濾除掉受干擾的采樣信號，使獲得真實值的概率更高。并且由于實際應(yīng)用中，m通常遠小于n，使得m值具有非常大的調(diào)整裕度，可改進的余地進一步拓展。上述消除信號采樣中干擾的方法，還包括過濾輸出的步驟，該步驟通過設(shè)定占所述多數(shù)的采樣值的比重閾值進行過濾，當(dāng)所獲得比重小于該比重閾值時，丟棄當(dāng)前采樣周期的采樣值，否則輸出當(dāng)前采樣周期的采樣值。上述消除信號采樣中干擾的方法，若n/m > 2，則時分復(fù)用所述采樣寄存器組，提供在一個采樣周期內(nèi)的r組采樣，輸出未被丟棄的經(jīng)過過濾的每組對應(yīng)采樣值；其中I■為小于等于n/m的自然數(shù)。上述消除信號采樣中干擾的方法，通過調(diào)整所述!■值來調(diào)整采樣值的采樣精度。


圖I為采樣寄存器組取第一組采樣信號的狀態(tài)示意圖。圖2為采樣寄存器組去第二組采樣信號的狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式參照說明書附圖1，被采樣信號Bit(TBit3，也就是在一個采樣周期內(nèi)采樣4組信號，米樣寄存器SampIeO 3, —組4個。采樣過程描述
1，利用連續(xù)的四個時鐘周期，也就是利用四個連續(xù)的工作周期完成對BitO的四次采樣，依次寫入SampleO至Sample3當(dāng)中。2,比較SampleO, Samplel, SampIe2, SampIe3四個寄存器當(dāng)中存儲的值,如果相同，將該值確定為BitO的采樣值，如果不同則本次采樣值無效，丟棄。3,在接下來的四個時鐘對Bitl進行采樣,依次寫入SampleO, Samplel, SampIe2,SampIe3 當(dāng)中。4,比較SampleO, Samplel, SampIe2, SampIe3四個寄存器當(dāng)中存儲的值,如果相同，將該值確定為Bitl的采樣值，如果不同則本次采樣值無效，丟棄。5，如上述方法，依次完成對Bit2，Bit3的采樣。這樣，在一個采樣周期完成了 4組采樣，可能某些被丟棄，也可能4個被全部輸出。在這樣的過程中，如果出現(xiàn)一次被干擾，就會丟掉所屬的組所對應(yīng)的采樣值，由于出現(xiàn)這種情況的概率比較大，因此，可能會產(chǎn)生很多的空輸出。但另一方面，4次采樣值完全相同的要求會使得采樣值逼近真實值的概率就會很大，并且采樣次數(shù)越多，逼近真實值的概率就越大。另外，4個一組的寄存器在一個采樣周期內(nèi)被時分復(fù)用，可以減小采樣的資源的開銷。下面對上述內(nèi)容作進一步的描述
首先是相關(guān)解釋
上述例子總將四個被監(jiān)控信號分為一組，共用一個四位深的寄存器作為采樣寄存器，這樣，每組采樣間隔為12個系統(tǒng)時鐘周期，加上對每個信號需要采樣四次，這樣完成對每組一次完整的采樣過程共需要16個系統(tǒng)時鐘周期。
在不同的系統(tǒng)應(yīng)用中，可以根據(jù)系統(tǒng)工作時鐘與被監(jiān)控信號的變化頻率來去定每組監(jiān)測信號的個數(shù)。滿足在一個采樣周期內(nèi)，所使用的每組檢測信號都能夠完成。在不同的采樣精度要求中，可以調(diào)整每組采樣寄存器的深度適應(yīng)所需要采樣個數(shù)的需要，因此，可以通過比較采樣寄存器當(dāng)中多數(shù)值來確定采樣值，因為每個采樣值均為“0”和“ I”兩個狀態(tài)中的一個，可以通過比較得出采樣寄存器中每個值的個數(shù)，占有優(yōu)勢的即為采樣值。在這樣的實現(xiàn)中，似乎易將采樣個數(shù)設(shè)置為大于2的奇數(shù)個會比較合適，單采樣信號被干擾的情況相對較小，并且可以通過其他的輔助手段可以更有效的克服這一點，如前所述的增加每組的采樣個數(shù)，在大多數(shù)情況下，被干擾的采樣信號會少于正確的采樣信號。當(dāng)然，如果每組的采樣個數(shù)較少，可以采用如前所述的全部相同的方式進行判斷。在此 處具有比較大的改進余地。在更多的應(yīng)用中，最好采用過濾輸出的方式，該步驟通過設(shè)定占所述多數(shù)的采樣值的比重閾值進行過濾，當(dāng)所獲得比重小于該比重閾值時，丟棄當(dāng)前采樣周期的采樣值，否則輸出當(dāng)前采樣周期的采樣值。這樣，可以通過修改所述比重閾值，調(diào)整采樣的效果，調(diào)整起來也比較方便。同時，據(jù)此可以理解的是，沒組采樣個數(shù)越多，使用這種手段的靈活性就越大。對于已有的信號采樣，通常采用每一位(bit)監(jiān)測信號對應(yīng)一個寄存器，用來保存采樣信號，這樣的做法經(jīng)常受到電路干擾信號的影響(，進而降低到采樣的有效性。與已有采樣方法比較，本方法的采樣精度實現(xiàn)靈活控制，即通過調(diào)整采樣寄存器的深度就能夠適應(yīng)不同系統(tǒng)的使用精度要求。同時，根據(jù)系統(tǒng)時鐘頻率與檢測(被采樣)信號變化頻率的不用情況，可以對每個采樣組所檢測的信號個數(shù)進行調(diào)整，每組采樣寄存器可以實現(xiàn)時分復(fù)用，這樣又可以減小采樣資源的開銷。
權(quán)利要求
1.一種消除信號采樣中干擾的方法，應(yīng)用于進行采樣的系統(tǒng)的工作頻率與采樣頻率的比為n的系統(tǒng)中，其特征在于，在一個采樣周期內(nèi)連續(xù)的m個工作周期各采樣一次；依序?qū)⑺@得的采樣值存放入被分配的采樣寄存器組中；取出所述采樣寄存器組中的所述采樣值，并進行比較，輸出m次采樣中占多數(shù)的采樣值作為當(dāng)前采樣周期的輸出值；其中2〈m〈n。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的消除信號采樣中干擾的方法，其特征在于，還包括過濾輸出的步驟，該步驟通過設(shè)定占所述多數(shù)的采樣值的比重閾值進行過濾，當(dāng)所獲得比重小于該比重閾值時，丟棄當(dāng)前采樣周期的采樣值，否則輸出當(dāng)前采樣周期的采樣值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除信號采樣中干擾的方法，其特征在于，若n/m^ 2，則時分復(fù)用所述采樣寄存器組，提供在一個采樣周期內(nèi)的r組采樣，輸出未被丟棄的經(jīng)過過濾的每組對應(yīng)采樣值；其中r為小于等于n/m的自然數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的消除信號采樣中干擾的方法，其特征在于，通過調(diào)整所述r值來調(diào)整采樣值的采樣精度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除信號采樣中干擾的方法，應(yīng)用于進行采樣的系統(tǒng)的工作頻率與采樣頻率的比為n的系統(tǒng)中，在一個采樣周期內(nèi)連續(xù)的m個工作周期各采樣一次；依序?qū)⑺@得的采樣值存放入被分配的采樣寄存器組中；取出所述采樣寄存器組中的所述采樣值，并進行比較，輸出m次采樣中占多數(shù)的采樣值作為當(dāng)前采樣周期的輸出值；其中2<m<n。依據(jù)本發(fā)明能夠有效地消除信號采樣中干擾，減少系統(tǒng)開銷，且獲得真實值的概率更高，可改進余地更大。
文檔編號G01R29/00GK102735946SQ20121023060
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者劉大銪, 孫曉寧, 張洪柳, 陸崇心 申請人:山東華芯半導(dǎo)體有限公司