[发明专利]基于多通道模数转换器的高低频信号有限时间混合采集方法

说明书

本发明公开了一种基于多通道模数转换器的高低频信号有限时间混合采集方法，在有限时间内通过采集通道的合理配置，实现高低频信号波形的混合采集，包括：首先，将各个采集信号分成低频信号或高频信号，并确定低频信号与高频信号的采样频率；然后，根据模数转换器的最大采样速率和采样通道总数限制，以设定的采样频率与参数对每个信号进行分组采样，得到采样数据点的集合；最后，将集合中的所有数据点按照设定的规则合成信号波形；当出现故障时，根据突变数据点值判断出现故障信号的采样分组，则该分组采样所在的信号周期数据不参与此前、此后信号周期数据的叠加合成。本发明方法具有硬件结构简单、性价比高的特点。

技术领域

本发明涉及数据采集方法，尤其涉及一种基于多通道模数转换器的高低频信号波形混合采集方法。

背景技术

在一些多路信号采集的场合，会出现某些低频信号和高频信号需要同时采集的情况。如果使用传统的单一数据采集卡的同一频率采集，则会遇到采集频率和信号频率无法匹配的矛盾。如果根据高频信号采集要求的频率进行采集，则低频信号部分单周期会采集过多的数据点，浪费较多资源，性价比低；反之，如果根据低频信号采集要求的频率进行采集，则高频信号部分单周期采集数据点达不到采集要求。

公开号为201510155256.4的中国专利公开了一种软仿真插值提升交流采样频率的方法，通过在实际采样点间插入模拟仿真点，提升了交流采样频率，提高采样精度。现有技术能适用于高低频信号波形混合采集，但是其高频信号的采集要求是利用软件插值提升频率达到的，并不是实际采样数据得到的，软仿真插值结果不如实际采样数据的准确度高。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种基于多通道模数转换器的高低频信号有限时间混合采集方法，该方法能够在有限时间内通过采集通道的合理配置，实现高低频信号波形的混合采集，提高性价比。

一种基于多通道模数转换器的高低频信号有限时间混合采集方法，具体包括以下步骤：

(1)定义以基础频率采集的信号为低频信号，以n倍基础频率采集的信号为高频信号；

(2)按照步骤(1)中的定义将各个采集信号进行分类，得到低频信号为a个，高频信号为b个，并确定高频信号的采样频率为f₂，低频信号的采样频率为f₁＝f₂/n；如果实际高低频信号不是整数倍关系，以高频信号频率为基准来确定；

(3)根据模数转换器的最高采样速率f_max与采样通道总数L限制，以设定的采样频率与参数对每个低频信号与高频信号进行分组采样，得到第i个低频信号采样数据点的集合A_i和第j个高频信号采样数据点的集合B_j，其中，1≤i≤a，1≤j≤b；

(4)将集合A_i中的所有数据点合成该低频信号波形，将集合B_j中的所有数据点通过分割叠加合成该高频信号波形。

所述的步骤(3)的具体步骤为：

(3-1)设定每个通道采集一个数据点，对低频信号采用单通道采集，每次分组采样采集一个数据点，对高频信号采用多通道采集，每次分组采样采集多个数据点；

(3-2)设定各信号每个周期采样N个数据点，每个高频信号占用m个通道，且相邻高频信号采集通道之间的间隔δ通道，则采集通道数M为：

M＝a+b×m≤L

(3-3)定义内时钟周期为分组采样中高频信号采样周期，外时钟周期是分组采样中低频信号采样周期，是每组采样时间与组间间隔时间之和，

内时钟频率f_in为：

组间间隔时间T_d为：