[發明專利]基于FPGA的快速尋峰方法及系統

有效

• 申請號: 201310566925.8
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103604449A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 宋珂;董雷;王丹;印新達
• 申請（專利權）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01R29/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;許美紅

1.一種基于FPGA的快速尋峰方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取各個光纖光柵通道上的光纖光柵所反射特定波長的光信號，并將其轉換為電信號；

S2、通過FPGA模塊控制高速A/D對電信號進行并行多通道高速A/D采樣，取得多個通道的高速A/D數據并鎖存；

S3、通過FPGA模塊對獲取的多個通道的高速A/D數據進行并行的平滑濾波運算；

S4、通過FPGA模塊對經過平滑濾波后的數據進行峰值初判，當符合預設峰值要求時，獲取該峰值的上升沿起點和下降沿終點之間的所有采樣數據，并記錄峰值通道號以及峰值順序；

S5、通過FPGA模塊對獲取的上升沿起點和下降沿終點之間的所有采樣數據進行加權平均計算，獲得峰值位置的精確值并存儲。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中峰值初判具體包括：

接收一個通道的采樣數據，找到該通道的最大值；

以該最大值為頂點向下延伸預設值，取得基準值，大于該基準值則記錄為一個峰值；當采樣數據順序上升且高于基準值時，表示峰值的上升沿，順序下降且高于基準值時，表示峰值的下降沿；

獲取峰值上升沿起點和下降沿終點之間的所有采樣數據，并記錄峰值通道號以及峰值順序。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中峰值初判具體包括：

獲取預設個數的連續采樣值，若其幅值連續上升，則判斷其為峰值的上升沿；

橫坐標位置跳躍預設值，再獲取預設個數的連續采樣值，若其幅值連續下降，則判斷其為峰值的下降沿；

判斷該峰值的上升沿和下降沿之間的最大值減去預設值后是否大于所有多通道高速A/D采樣數據的最大值，若是，則獲取該峰值的上升沿起點和下降沿終點之間的所有采樣數據，并記錄峰值通道號以及峰值順序。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S5具體包括：

讀取同一通道的一組上升沿起點至下降沿終點數據；

設置上升沿起點橫坐標為零，將讀取的縱坐標與對應的橫坐標相乘并累加獲得數據Y；

將讀取的縱坐標累加獲得數據T；

計算Y/T，比值為峰值位置的精確值。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，多通道高速A/D采樣時，各個通道采用統一的時鐘工作，同步采樣。

6.一種基于FPGA的快速尋峰系統，其特征在于，包括：

光電轉換模塊，用于獲取各個光纖光柵通道上的光纖光柵所反射特定波長的光信號，并將其轉換為電信號；

并行多通道高速A/D采樣電路，用于對電信號進行并行多通道高速A/D采樣；以及

FPGA器件，該FPGA器件包括：

采樣控制電路，用于控制并行多通道高速A/D采樣電路對電信號進行并行多通道高速A/D采樣，以取得多個通道的高速A/D數據并鎖存；

平滑濾波運算模塊，用于對獲取的多個通道的高速A/D數據進行并行的平滑濾波運算；

峰值初判模塊，用于將經過平滑濾波后的數據進行峰值初判，當符合預設峰值要求時，獲取該峰值前后沿的上升沿起點和下降沿終點之間的所有采樣數據，并記錄峰值通道號以及峰值順序；

精確峰值獲取模塊，用于對獲取的上升沿起點和下降沿終點之間的所有采樣數據進行加權平均計算，獲得峰值位置的精確值并存儲。