[发明专利]基于功率谱熵的数字示波器触发方法及系统有效
申请号: | 201710001820.6 | 申请日: | 2017-01-03 |
公开(公告)号: | CN106771456B | 公开(公告)日: | 2019-05-03 |
发明(设计)人: | 蒋俊;郭连平;焦晓曼;黄武煌;曾浩;谭峰 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | G01R13/02 | 分类号: | G01R13/02 |
代理公司: | 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 | 代理人: | 温利平;陈靓靓 |
地址: | 611731 四川省成*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 功率 数字 示波器 触发 方法 系统 | ||
1.一种基于功率谱熵的数字示波器触发方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:根据一次触发参数对输入信号x(t)进行持续的触发采样,得到每幅波形数据的采样信号x(τ),其中t表示时间,τ表示采样时刻;
S2:计算第1至第a幅波形数据的功率谱熵Hi,其中i表示波形序号,i=1,2,…,a,a表示预设的波形数据幅数,然后求取平均值作为功率谱熵比较阈值G;
S3:对于第a+1幅及以后波形数据,计算每幅波形数据的功率谱熵Hj,其中j=a+1,a+2,…,如果Hj>G,则判定当前的波形数据为异常信号,进行二次触发将对应波形数据进行存储和显示,否则判定当前的波形数据为正常信号,不进行触发。
2.根据权利要求1所述的数字示波器触发方法,其特征在于,所述功率谱熵的计算方法为:
1)对波形数据的采样信号进行特征值抽样处理,记抽样后的波形数据为X={xn},其中,n=0,1,…,N-1,N表示抽样后的波形数据长度;
2)对抽样后的波形数据X={xn}进行离散傅里叶变换:
其中,k表示频率阶数,k=0,1,…,N-1;
3)计算各阶频率的功率谱S(k):
4)计算功率谱划分测度qk:
5)计算本幅波形数据的功率谱熵H:
3.根据权利要求2所述的数字示波器触发方法,其特征在于,所述功率谱熵H按照下述公式进行归一化,归一化后的功率谱熵为:
4.一种基于功率谱熵的数字示波器触发系统,其特征在于,包括一次触发模块、ADC模块、采样信号存储模块、特征提取模块、阈值设置模块、二次触发模块、异常信号存储模块、显示模块,其中:
一次触发模块用于设置一次触发参数,并发送给ADC模块;
ADC模块用于根据一次触发参数对输入信号x(t)进行采样,将波形数据的采样信号x(τ)发送至采样信号存储模块,其中t表示时间,τ表示采样时刻;
采样信号存储模块用于存储ADC模块得到的采样信号x(τ);
特征提取模块从采样信号存储模块中依次读取每幅波形数据的采样信号x(τ),计算对应的功率谱熵,将第1至第a幅波形数据的功率谱熵Hi发送给阈值设置模块,其中i表示波形序号,i=1,2,…,a,a表示预设的波形数据幅数;将第a+1幅及以后波形数据的功率谱熵Hj发送给二次触发模块,j=a+1,a+2,…;
阈值生成模块接收特征提取模块发送的a个功率谱熵Hi,求取平均值作为功率谱熵比较阈值G发送给二次触发模块;
二次触发模块在接收到功率谱熵比较阈值G后,从特征提取模块中接收每幅波形数据的功率谱熵Hj,如果Hj>G,则判定当前的波形数据为异常信号,向异常信号存储模块发送二次触发信号,否则判定当前的波形数据为正常信号,不作任何操作;
异常信号异常存储模块根据二次触发模块发送的二次触发信号,从采样信号存储模块中读取对应异常信号波形数据并存储;
显示模块用于在每次显示刷新周期到来时,从异常信号存储模块中依次读取每幅异常信号波形数据进行显示。
5.根据权利要求4所述的基于功率谱熵的数字示波器触发系统,其特征在于,所述特征提取模块中功率谱熵的计算方法为:
1)对波形数据的采样信号进行特征值抽样处理,记抽样后的波形数据为X={xn},其中,n=0,1,…,N-1,N表示抽样后的波形数据长度;
2)对抽样后的波形数据X={xn}进行离散傅里叶变换:
其中,k表示频率阶数,k=0,1,…,N-1;
3)计算各阶频率的功率谱S(k):
4)计算功率谱划分测度qk:
5)计算本幅波形数据的功率谱熵H:
6.根据权利要求5所述的基于功率谱熵的数字示波器触发系统,其特征在于,所述功率谱熵H按照下述公式进行归一化,归一化后的功率谱熵为:
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