[发明专利]一种面向冲击监测的数字异步压缩采样系统及方法

权利要求书

1.一种面向冲击监测的数字异步压缩采样系统，其特点在于，包括：三进制时域编码器模块、算法逻辑模块和信号恢复模块；所述三进制时域编码器模块的输入端与采样到的冲击监测信号相连用于将所述冲击监测信号编码成三进制时域信号；所述算法逻辑模块的输入端与所述三进制时域编码器模块的输出端相连用于将所述三进制时域信号进行压缩采样；所述信号恢复模块的输入端与所述算法逻辑模块的输出端相连用于使用算法将压缩采样信息重构成三进制时域信号，并将重构的三进制时域信号恢复为原冲击监测信号；

所述三进制时域编码器模块包括比较器和阈值产生器；所述阈值产生器每次产生高电压V_th,H和低电压V_th,L两个阈值电压，通过比较器与所述冲击监测信号相比较；若所述冲击监测信号大于V_th,H，三进制时域编码器模块输出+1V，若所述冲击监测信号小于V_th,L，三进制时域编码器模块输出-1V；若输入信号大于V_th,L且小于V_th,H，三进制时域编码器模块输出0V；所述阈值产生器还用于阈值电压更新，若三进制时域编码器模块输出+1V，则两个阈值电压都加指定值；若输出-1V，则都减指定值；若输出0V，阈值产生器的阈值保持不变。

2.根据权利要求1所述的面向冲击监测的数字异步压缩采样系统，其特征在于，所述算法逻辑模块包括信号边沿探测器、随机序列产生器、计数器、乘法器和累加器；所述三进制时域编码器的输出信号x(t)输入到算法逻辑模块；所述信号边沿探测器测出x(t)每一次边沿跳动的时间和值，并由计数器得到0值的时间长度；非0值时随机序列产生器正常工作产生随机序列，0值时随机序列产生器不工作并保持上一个非0值时的状态，最后随机序列通过累加器进行累加，并通过乘法器乘以0值的时间长度再乘以原信号x(t)得到压缩值。

3.根据权利要求1所述的面向冲击监测的数字异步压缩采样系统，其特征在于，所述信号恢复模块使用S-GTV算法将压缩采样信息重构成三进制时域信号。

4.根据权利要求1所述的面向冲击监测的数字异步压缩采样系统，其特征在于，所述信号恢复模块使用插值法将重构的三进制时域信号恢复为原冲击监测信号。

5.一种面向冲击监测的数字异步压缩采样方法，其特点在于，包括：

阈值产生器每次产生高电压V_th,H和低电压V_th,L两个阈值电压，通过比较器与采样到的冲击监测信号相比较；若所述冲击监测信号大于V_th,H，三进制时域编码器模块输出+1V，若所述冲击监测信号小于V_th,L，三进制时域编码器模块输出-1V；若输入信号大于V_th,L且小于V_th,H，三进制时域编码器模块输出0V；阈值产生器根据三进制时域编码器模块输出进行阈值电压更新，若三进制时域编码器模块输出+1V，则两个阈值电压都加指定值；若输出-1V，则都减指定值，保证所述高电压V_th,H和低电压V_th,L的差恒定；

算法逻辑模块接收三进制时域编码器的输出信号x(t)；信号边沿探测器测出x(t)每一次边沿跳动的时间和值，并由计数器得到0值的时间长度；非0值时随机序列产生器正常工作产生随机序列，0值时随机序列产生器不工作并保持上一个非0值时的状态，最后随机序列发生器通过累加器进行累加，并通过乘法器乘以0值的时间长度再乘以原信号x(t)得到压缩值；

信号恢复模块使用S-GTV算法将压缩采样信息重构成三进制时域信号，并使用插值法将重构的三进制时域信号恢复为原冲击监测信号。

6.根据权利要求5所述的面向冲击监测的数字异步压缩采样方法，其特征在于，高电压V_th,H和低电压V_th,L的初始值设定为所述冲击监测信号的运行平均值。