[發(fā)明專利]一種對稱波形波峰識別方法

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• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103941104A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳三梅;盧偉;車偉;王世建
• 申請（專利權）人: 北京中銘恒盛科技有限公司
• 主分類號: G01R29/00
• 分類號: G01R29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種對稱波形波峰的識別方法。

背景技術

在信號捕獲領域，經常會遇到需要快速識別一個對稱波形的波峰并以此為基礎進行精確計時的情況，通常，為滿足快速識別，需要高速的AD和DSP器件，成本高昂，并且對開發(fā)人員的要求也比較高。

信號的波峰識別一直是信號研究的難點，在于不同的波形都有其自身的單一性和獨特性，也需要匹配不同的識別方法。在一些低速波形波峰識別領域，如人體心電圖的分析，每一個心電信號子波形都具有一定的生理學意義，其頻率相對較低，峰值檢測的算法也相對簡單，并不適合于需要快速識別的應用。

峰值反映了信號的極重要方面，尤其是小信號。如果要求一個峰值超過某個閾值是一個簡單的特性，然而，由于存在如干擾信號，單純的峰值檢測并無實際意義，波峰檢測必然表現(xiàn)為復雜的特性。通常，對于峰值的檢測需要轉換為對波形波峰的檢測，借以識別具有特定波形的波峰識別，在檢測出波峰的同時，消除干擾。

較早的波峰識別是閾值法，藉由波形的周期性而將其劃分為單個的脈沖周期，在每個魔寵周期提取波峰、波谷、波峰間隔和波谷間隔，其數(shù)據(jù)處理量太大，閾值法也容易丟失波峰或者波谷，從而引起錯誤，不適合于需要高速識別的應用，如對子彈所產生激波波形波峰的識別。

在一些實現(xiàn)中，采用帶通濾波法，它會先設定某一頻率來屏蔽初始波形中的噪聲波，然后在通過閾值法來檢測出波峰與波谷，這種方法較普通的閾值法要檢測的峰值更加準確，清晰。但實際情況是并不存在理想的帶通濾波器，濾波器并不能夠將期望頻率以外的所有頻率波濾掉，這涉及帶通濾波的滾降現(xiàn)象，進而會產生吉布斯現(xiàn)象，使其適用具有很大的局限性。

在波峰檢測中，運用小波法檢測可以檢出波峰所處的大概位置，也就是準確度并不能夠滿足實際的技術要求，它的準確度取決于構造小波函數(shù)的中心頻率的取值，并且檢測到的波峰值也不一定都在信號實際的波峰點，因此，后續(xù)必須在已測到的峰值點附近比較搜索實際的信號峰值點，計算量整體比較大，效率偏低。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種對稱波形波峰識別方法，對于持續(xù)時間短(微秒級)的信號波峰捕獲尤為適用，對設備的處理速度要求也比較低。

本發(fā)明采用以下技術方案：

一種對稱波形波峰識別方法，包括以下步驟：

1)輸入具有對稱波形的待識別信號；

2)比較：當信號幅值大于或者大于等于設定值時，輸出下降沿；

3)捕獲：響應所述下降沿，捕獲輸出下降沿的時刻，直至信號幅值下降到所述設定值而輸出上升沿，捕獲輸出上升沿的時刻；

4)依據(jù)捕獲得到的下降沿時刻和上升沿時刻的平均數(shù)，作為波峰值所處的時刻；

5)延時輸出，從而把步驟4)計算獲得的波峰時刻調制到與輸出的目標設備運行于同一時基下。

依據(jù)本發(fā)明的上述對稱波形波峰識別方法，只通過簡單的比較和計時，以及非常有限的計算，對信號波峰的到來的時刻響應速度非?？欤瑥亩鴮τ布囊蟊容^低，整體的成本非常低。同時，由于響應速度快，能夠滿足持續(xù)時間比較短的信號波峰的捕獲。

在一些實施例中，其中步驟2)采用比較電路，基于比較電路的設定值，輸出下降沿或者輸出翻轉信號。

在一些實施例中，其中步驟3)，在響應所述下降沿時，同時進行進行計時，并在補貨到輸出的上升沿時停止計時，計時的時間為波形幅值大于設定值時持續(xù)的時間，以此時間并設定一個裕度判定是否為特定的波形。

在一些實施例中，其中用于計時的設備在響應所述下降沿時清零，并開始計時。

附圖說明

圖1為信號波形圖。

具體實施方式

參照說明書附圖1所示的信號波形是一種周期性變化的波形，且為對稱波形，因而具有比較明顯的波形特征。圖中，T1和Tn時刻是信號幅值等于給定值的時刻，Tn-T1則是維持或者大于給定值的持續(xù)時間，而其均值則是波峰時刻。

在一些實施例中，硬件配置如下：

一個比較器，根據(jù)具體的使用環(huán)境，可以對比較器配置其他電路，比較器同時設定給定值，并可以根據(jù)具體的使用環(huán)境進行給定值的設置。比較器輸入待識別的信號。

比較器也可以將其當作一個1位模／數(shù)轉換器(ADC)，從而可以輸出一個1或者0。對于如圖1所示的信號波形，在波形幅值大于給定值時，維持一個1或者0，并可以再信號翻轉的時刻驅動計時或者其他操作。

一個處理單元，由于需要處理的數(shù)據(jù)量比較小，可以采用普通的單片機，利用單片機對數(shù)字量的處理功能，可以實現(xiàn)10納秒的計時精度。