[发明专利]一种完整周期波形的提取方法

说明书

本发明提供一种完整周期波形的提取方法，属于信号处理领域。本发明采用全局局部极值相结合的技术，成功克服了波形毛刺的干扰，从上升沿起始位置截取完整周期波形，方便了科学研究中对周期信号波形的获取。

技术领域

本发明属于信号处理领域，特别涉及一种完整周期波形的提取方法。

背景技术

脉冲方波、谐波、三角波等广泛应用于电子电路、信息通信、雷达探测以及无损检测等领域，由于波形具有周期性，在科研领域中往往只需要截取一个完整周期的波形进行研究，因此准确截取一个完整周期波形非常重要。

目前常用的截取一个周期波形的方法有斜率法和阈值法。以脉冲方波为例，对这两种方法进行阐述。

斜率法，是将脉冲方波相邻两个下降沿(或上升沿)斜率变化最大的位置作为波形的起点和终点，这样就可以获取一个完整的波形，如图1所示。采用斜率法提取的单周期波形起点是从下降沿(上升沿)斜率变化最大点处开始的，斜率法截取的波形由于起点不在上升沿起始点处，不利于数据分析，且波形带有毛刺时会使结果不稳定。

阈值法，分别设定一个起始阈值和终止阈值，若起始阈值和终止阈值不同，则截取到的波形不一定为一个完整周期的波形；若起始阈值和终止阈值相同且大小不超出波峰波谷值，那么可以截取一个完整周期的波形，如图2所示，但是该完整周期波形的起始点位置可在波形上的任意位置，因此该方法截取的波形同样不利于科学研究。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种完整周期波形的提取方法，输出从上升沿开始的周期波形，方便科学研究中对周期信号波形的获取。

一种完整周期波形的提取方法，包括以下步骤：

步骤1，获取多周期波形，相邻下降沿处采用阈值触发截取周期为T的单周期第一波形，同时在下降沿处采用阈值触发截取多周期第二波形；

步骤2，获取所述第一波形的最小值min，并得到所述最小值对应的时间t₁，得到第一波形的最小值点(t₁,min)；

步骤3，选取N₀的值，N_i值的范围为其中，T_s为采样周期，0≤i≤I_max，I_max为预设的N_i值的最大调整次数，每对N_i的值调整一次N_i的下标加1；

步骤4，令t₂＝t₁-N_i，获取t∈(t₂,t₁)时间段所述第一波形的最大值max，将所述最大值max和最小值min差值的两倍记为Δ，即Δ＝2×(max-min)；

步骤5，在所述第一波形上，从时间t₁开始，获取Δ对应的时间t₃；

步骤6，在所述第二波形上，从t＝t₃开始，截取周期为T的波形得到第三波形；

步骤7，判断所述第三波形是否满足预设条件；

步骤8，若所述第三波形满足预设条件，将所述第三波形起始点归零，输出所述第三波形。

进一步地，所述步骤7包括以下流程：

对所述第三波形求导，得到y′(t)

式中，C(t)表示所述第三波形，y′(t)表示所述第三波形C(t)对时间的导数，t∈(0,T)；