[发明专利]一种基于浮动有效位元记数法的AD转换器编码方法

说明书

本发明涉及编码方法相关领域，具体是一种基于浮动有效位元记数法的AD转换器编码方法，旨在解决现有AD转换器编码方法对于量值很小的数据编码精度过低的技术问题。本发明提供的一种AD转换器编码方法，采用高精度的AD转换器，将其转换后的数字信号作为编码器的输入数据，采用二进制浮动有效位元记数法，将数字信号的前端的无效的位元去除并且将去除的位数记录在位于后端的移位计数器里，然后传至信号传输通道进行后续传输，解决了由于AD转换器精度过高导致的字长过大的弊端，更重要的是对于数据量值很小的数据也可保持较多的有效位数，提高了量值较小的数据的编码精度。

技术领域

本发明涉及编码方法相关领域，具体是一种基于浮动有效位元记数法的AD转换器编码方法。

背景技术

传感器在测控系统中的作用和地位是非常重要的。在一些特殊场合，比如针对信号强度不确定且不可重复测试的情况下，传感器量程的选择是很大的问题。一个典型的传感器测量系统，物理量通过传感器转换为电平信号，再经过AD转换器量化为数字量，进而通过信道传递给数据处理器。该系统的性能设计很大程度上要依赖于对物理量的特性的了解。

一般的做法是为了保证能测量到有效信号，会尽量选择较大量程的传感器，但传感器量程相对于物理量变化范围选择过大，会导致实际测量时传感器输出的电平过小，AD转换后数据的有效位数较低，使得后续信道传输带宽被大量浪费。容易想到的一种改进方案是提高AD转换的精度，这样可以使得测量系统对小电平信号的分辨能力提高，一定程度上减弱量程选择过大的不足，但这种方案会增加AD转换器的输出字长，导致后续传输信道负荷加重。

在提高AD转换器的精度的基础上，现有技术为控制AD转换器的输出字长，避免后续传输信道负荷加重，编码采用的是高位截取的二进制数据表示法（简称BN，下同），在较长的变换结果中固定截取一定长度的高位数据，传递给信号通道，之后再解码进行计算。这种截取方法必须保证同一组数据的截取位置和长度保持一致才有意义，并且对于数据量值很小的转换结果的编码精度过低，无法满足要求。

发明内容

本发明旨在解决现有AD转换器编码方法对于量值很小的数据编码精度过低的技术问题。为此，本发明提出一种基于浮动有效位元记数法的AD转换器编码方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于浮动有效位元记数法的AD转换器编码方法，包括以下步骤：

S1、从AD转换器的转换结果中获得一个n位二进制的量化的数据D，作为编码器的输入数据，且将所述数据D的所有位元的位序从低到高依次标为0~n-1；

S2、根据后续信号传输带宽设定编码器的输出数据为m位二进制位，其中预留最低k位作为移位计数器，k=log₂m，编码器输出数据后需要进入信号传输通道，所以编码器输出数据的字长需根据信号传输带宽来设置，预留k位的移位计数器，用以后续左移位数的记录，k的值由m的值确定；

S3、将数据D循环左移，直至第n-1位和第n-2位不同或左移位数达到2^k-1，将此时的左移位数p记录在移位计数器中，第n-1位和第n-2位不同表示数据D的前端已经没有无意义的位数，左移位数达到2^k-1表示已经达到移位计数器能达到的最大浮点位数；

S4、将数据D左移后形成数据的最高（m-k）位二进制位作为高位，将记录了p的移位计数器的k位二进制位作为低位，组合成新的m位数据D＇，作为编码器的输出数据。

对应上述编码方法，解码方法如下：

S1、以m位的数据D＇作为解码器的输入数据；

S2、准备数值为0的的m-k+2^k-1位的二进制位的数据D＂；

S3、取出数据D＇的移位计数器记录的移位位数p；