[發明專利]基于功率譜熵的數字示波器觸發方法及系統

有效

• 申請號: 201710001820.6
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106771456B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 蔣俊;郭連平;焦曉曼;黃武煌;曾浩;譚峰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R13/02
• 分類號: G01R13/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平;陳靚靚

本發明公開了一種基于功率譜熵的數字示波器觸發方法及系統，先根據一次觸發參數采樣得到前a幅波形數據的采樣信號，計算得到對應的功率譜熵，平均后作為奇異譜熵比較閾值，然后對于第a+1幅及以后波形數據，計算其功率譜熵，如果大于功率譜熵比較閾值，則判定當前的波形數據為異常信號，進行二次觸發將對應波形數據進行存儲和顯示，否則不作任何操作。本發明基于信號的功率譜熵來判定生成觸發信號，實現異常信號的存儲與顯示。

技術領域

本發明屬于數字示波器技術領域，更為具體地講，涉及一種基于功率譜熵的數字示波器觸發方法及系統。

背景技術

在時域測試領域中，數字示波器的應用日漸廣泛。隨著被測信號的復雜性不斷增長，對偶發、瞬態事件等異常信號的捕獲能力已成為衡量示波器數據采集性能的一個重要指標。

通常可采用兩種方法來提高示波器的異常信號捕獲能力：一是直接提高示波器的波形捕獲率(單位時間內捕獲并顯示波形的幅數)，捕獲率越高，示波器捕獲到異常事件的概率越大。另一種方法是利用數字示波器的無限余輝功能，通過長時間地捕獲波形來發現異常或偶發事件。但是，這兩種方法的效率都比較低，需要較長時間來捕獲異常信號，且由于這兩種方法在顯示時都將多次觸發采集的波形疊加在一起，用戶很難正確地甄別和觀察異常信號，給測試帶來不便。

數字示波器的觸發系統能夠保證每次采集的時候，都從被測信號中滿足定義的觸發條件處開始，這樣每一次采集的波形就同步。對于周期信號，可以使每次捕獲的波形相重疊，從而顯示穩定的波形。更進一步，數字示波器的觸發系統不僅能夠穩定地顯示重復的周期信號，更能夠捕獲和顯示具有特定特征的信號。概括起來觸發的作用主要有兩個：一是保證波形顯示穩定，二是捕獲感興趣的信號。更為通俗地講，觸發就是用來控制示波器存儲和顯示的內容。觸發系統的精度及靈活性決定了數字示波器是否能夠準確地顯示和分析測量信號。因此，觸發系統尤其是觸發類型的多樣性對異常信號的捕獲與顯示起著至關重要的作用，如何提供準確的觸發，以捕獲異常信號，是數字示波器領域的重要研究方向。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于功率譜熵的數字示波器觸發方法及系統，基于信號的功率譜熵來判定生成觸發信號，實現異常信號的存儲與顯示。

為實現上述發明目的，本發明基于功率譜熵的數字示波器觸發方法，包括以下步驟：

S1：根據一次觸發參數對輸入信號x(t)進行持續的觸發采樣，得到每幅波形數據的采樣信號x(τ)，其中t表示時間，τ表示采樣時刻；

S2：計算第1至第a幅波形數據的功率譜熵H_i，其中i表示波形序號，i＝1,2,…,a，a表示預設的波形數據幅數，然后求取平均值作為功率譜熵比較閾值G；

S3：對于第a+1幅及以后波形數據，計算每幅波形數據的功率譜熵H_j，其中j＝a+1,a+2,…，如果H_j＞G，則判定當前的波形數據為異常信號，進行二次觸發將對應波形數據進行存儲和顯示，否則判定當前的波形數據為正常信號，不進行觸發。

本發明還提供一種基于功率譜熵的數字示波器觸發系統，包括一次觸發模塊、ADC模塊、采樣信號存儲模塊、特征提取模塊、閾值設置模塊、二次觸發模塊、異常信號存儲模塊、顯示模塊，其中：

一次觸發模塊用于設置一次觸發參數，并發送給ADC模塊；

ADC模塊用于根據一次觸發參數對輸入信號x(t)進行采樣，將波形數據的采樣信號x(τ)發送至采樣信號存儲模塊，其中t表示時間，τ表示采樣時刻；

采樣信號存儲模塊用于存儲ADC模塊得到的采樣信號x(τ)；