消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)，本發(fā)明增加了最大值和最小值的排序功能，如實儲存最大值和最小值的采樣順序，這樣在信號的上升和下降狀態(tài)中分別按照兩種順序排序，邊沿上就不會誤增加毛刺。
【專利說明】消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字儲存示波器數(shù)據(jù)采樣領域，尤其是消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]數(shù)據(jù)采樣，數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)顯示是數(shù)字示波器主要部分，數(shù)據(jù)采樣就是數(shù)模轉換器對模擬信號進行數(shù)字量化采樣，并把采樣數(shù)據(jù)暫緩沖到存儲器內，等待數(shù)據(jù)處理。采樣作為數(shù)字示波器波形分析運算等數(shù)據(jù)處理的基礎，采樣間隔越小即采樣率越高，顯示波形就越接近原始信號；峰值檢測就是數(shù)模轉換器在最高采樣率下采樣數(shù)據(jù)，在不同的時基檔位對應抽取率N的一組采樣數(shù)據(jù)內檢測到最大值，最小值數(shù)據(jù)輸入儲存器中。
[0003]但是現(xiàn)有峰值檢測方式對采集的最大值和最小值在儲存時沒有保持原采樣時序，而是用默認方式，以固定的順序Dmin, Dmax或Dmax, Dmin進行排序,但在信號的上升和下降狀態(tài)中兩種順序同時存在，若采用默認方式排序，必然有一種順序會錯誤，在顯示的波形邊沿上出現(xiàn)毛刺，以方波為例，如圖1-1所示，圖中選用Dmax，Dmin順序，在波形上升沿，點Dmin, Dmax選用該順序時序錯誤,波形上出現(xiàn)毛刺；如圖1_2所示，圖中選用Dmin, Dmax順序，在波形下降沿，點Dmax, Dmin選用該順序時序錯誤,波形上出現(xiàn)毛刺。
【發(fā)明內容】
[0004]所要解決的技術問題:針對以上問題本發(fā)明提供了消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)，本發(fā)明增加了最大值和最小值的排序功能，如實儲存最大值和最小值的采樣順序，這樣在信號的上升和下降狀態(tài)中分別按照兩種順序排序，邊沿上就不會誤増加毛刺。
[0005]技術方案:為了解決以上問題，本發(fā)明提供了消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)，包括PLL、ADC、CLKl、CLK2、降速處理器模塊、峰值檢測模塊、儲存器；
所述的PLL是鎖相環(huán),提供ADC采樣所需的時鐘頻率；
所述的ADC提供模擬轉換數(shù)字的數(shù)據(jù)信號；
所述的CLKl是ADC采樣時鐘，CLK2是降速后數(shù)據(jù)輸出的時鐘，降速系數(shù)為2n，滿足CLK2= CLKI/2n；
所述的降速處理模塊是利用串轉并技木，把數(shù)據(jù)位擴展，ADC輸出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)CLKl同步，輸入到降速處理器模塊；
所述的峰值檢測模塊包括峰值并行檢測模塊、峰值串行檢測模塊、輸出開關、N位計數(shù)器；所述的峰值并行檢測模塊將ADC的數(shù)據(jù)經(jīng)過降速處理器模塊后變成2n個并行數(shù)據(jù)，通過各級的比較器進行兩兩比較輸出大值和小值，經(jīng)過n級比較得到最大值和最小值；
所述的峰值串行檢測模塊包括最大值檢測器、最小值檢測器，將經(jīng)過峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值分別輸入到相應的最大值檢測器和最小值檢測器中，分別與上次的最大值和最小值對比，新輸入的最大值大于上次的最大值就將新輸入的最大值保留下來，否則保持上次的最大值，新輸入的最小值小于上次的最小值就將新輸入的最小值保留下來，否則保持上次的最小值不變；
所述的N位計數(shù)器是計數(shù)輸入最大值和最小值的次數(shù)，N位計數(shù)器對CLK2計數(shù)，每來ー個時鐘，計數(shù)器加I，N位計數(shù)器未完成計數(shù)時，輸出開關斷開，N位計數(shù)器完成計數(shù)時，輸出開關閉合，將最終最大值和最終最小值輸入到儲存器中；
其特征在于:所述的峰值并行檢測模塊還包括SI比較器，數(shù)據(jù)經(jīng)各級的比較器進行兩兩比較輸出大值和小值的同時還輸出標示位Pmax.1或Pmin.1 ;且i=2n_2，n為正整數(shù)；經(jīng)過n級比較選出最大值和最小值的同時輸出排序信號SI，其中第I級有2n_i個比較器，第2級有2n_2個大值比較器和2n_2小值比較器，依次類推在第n級有I個大值比較器和I個小值比較器；所述的排序信號SI是Smax和Smin經(jīng)SI比較器比較獲得,所述的Smax和Smin是輸出的最大值和最小值在2n個數(shù)據(jù)中的位置，這個位置是由各級標示位Pmax.1, Pmin.1確定，方法如下:
首先根據(jù)最后一級即第n級比較器的標示位Pmax.1, Pmin.1,確定最大值和最小值是取之上半?yún)^(qū)或下半?yún)^(qū)，所述的上半?yún)^(qū)是2n個數(shù)據(jù)的前半部分，下半?yún)^(qū)是2n個數(shù)據(jù)的后半部分；然后再根據(jù)倒數(shù)第二級即第n-1級比較器的標示位，在所在半?yún)^(qū)內再縮小一半范圍確定最大值和最小值的位置；再以相同方法向前遞推ー級，在所在半?yún)^(qū)再縮小一半范圍確定最大值和最小值的位置，如此層層遞推，最終確定最大值和最小值在2n個數(shù)據(jù)中的具體位置；
在第I級比較時，當ー個為大值，另ー個則為小值，Pmax.1與Pmin.1是取反關系，即:Pmax.1=l 時，Pmin.1=0 或者 Pmax.1=0 時，Pmin.1=l ；
當Smax>Smin時,排序信號Sl=I,數(shù)據(jù)輸出順序:Dmin,Dmax,是上升狀態(tài),當Smax〈Smin時，排序信號Sl=O,數(shù)據(jù)輸出順序:Dmax, Dmin,為是下降狀態(tài)；
所述的峰值串行檢測模塊還包括S2比較器，所述的峰值檢測模塊還包括開關，排序；所述的峰值串行檢測模塊在選出最終最大值和最終最小值的同時輸出一個排序信號S2 ;所述的排序信號S2是峰值串行檢測模塊中最大值更新次數(shù)FNmax和最小值更新次數(shù)FNmin經(jīng)S2比較器比較獲得，將經(jīng)過峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值分別輸入到相應的最大值檢測器和最小值檢測器中，分別與上次的最大值和最小值對比，若新輸入的最大值大于上次的最大值就將新輸入的最大值保留下來且更新次數(shù)FNmax加1，否則保持上次的最大值且更新次數(shù)FNmax不變，若新輸入的最小值小于上次的最小值就將新輸入的最小值保留下來且更新次數(shù)FNmin加1，否則保持上次的最小值且更新次數(shù)FNmin不變；最大值更新次數(shù)FNmax和最小值更新次數(shù)FNmin輸入S2比較器,若FNmax大于FNmin即最大值更新次數(shù)大于最小值更新次數(shù)，排序信號S2=l，數(shù)據(jù)輸出順序:Dmin，Dmax，是上升狀態(tài)，若FNmax小于FNmin即最大值更新次數(shù)小于最小值更新次數(shù)，排序信號S2=0，數(shù)據(jù)輸出順序:Dmax, Dmin,為是下降狀態(tài),若FNmax等于FNmin即最大值更新次數(shù)等于最小值更新次數(shù)，不用再區(qū)分順序，可歸入到上升或下降狀態(tài)中；
當N=I時，開關斷開，峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值，不經(jīng)過峰值串行檢測模塊，排序后直接輸入到儲存器中，排序根據(jù)排序信號SI確定最大值和最小值輸出的先后順序；當N>1吋，開關閉合，峰值并行檢測模塊輸出最大值和最小值經(jīng)CLK2同步，輸入到峰值串行檢測模塊，N位計數(shù)器完成計數(shù)時，將輸出的最終最大值和最終最小值經(jīng)過排序后輸入到儲存器中，排序根據(jù)排序信號S2確定最終最大值和最終最小值輸出的先后順序。[0006]有益效果:本發(fā)明增加了最大值和最小值的排序功能，如實存儲最大值和最小值的采樣順序，這樣在信號的上升和下降狀態(tài)中分別按照兩種順序排序，邊沿上就不會誤增加毛刺。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1-1本發(fā)明中的波形上升沿毛刺
虛線為正確順序排列的波形，實線為錯誤順序排列的毛刺波形。
[0008]圖1-2本發(fā)明中的波形下降沿毛刺
虛線為正確順序排列的波形，實線為錯誤順序排列的毛刺波形。
[0009]圖2-1本發(fā)明中的波形上升狀態(tài)。
[0010]圖2-2本發(fā)明中的波形下降狀態(tài)。
[0011]圖2-3本發(fā)明中的波形相等狀態(tài)。
[0012]圖3本發(fā)明中的峰值檢測整體框圖。
[0013]圖4本發(fā)明中的峰值并行檢測原理圖。
[0014]圖5本發(fā)明中的峰值串行檢測原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進ー步的描述。
實施例
[0016]如圖2-1至圖5所示，消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)，包括PLL、ADC、CLK1、CLK2、降速處理器模塊、峰值檢測模塊、儲存器；
所述的PLL是鎖相環(huán),提供ADC采樣所需的時鐘頻率；
所述的ADC提供模擬轉換數(shù)字的數(shù)據(jù)信號；
所述的CLKl是ADC采樣時鐘，CLK2是降速后數(shù)據(jù)輸出的時鐘，降速系數(shù)為2n，滿足CLK2= CLKI/2n；
所述的降速處理模塊是利用串轉并技木，把數(shù)據(jù)位擴展，ADC輸出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)CLKl同步，輸入到降速處理器模塊；
所述的峰值檢測模塊包括峰值并行檢測模塊、峰值串行檢測模塊、開關、排序、輸出開關、N位計數(shù)器；
如圖4所示，n=3吋，2n=8時，所述的峰值并行檢測模塊將ADC的數(shù)據(jù)經(jīng)過降速處理器模塊后變成8個并行數(shù)據(jù)，通過比較器進行兩兩比較，輸出大值和小值的同時還輸出標示位Pmax.1或Pmin.1,經(jīng)過3級比較得到最大值和最小值，同時輸出排序信號SI，所述的3級比較中的第一級比較包括比較器I至4，第二級比較包括大值比較器5至6，小值比較器7至8，第三級比較包括大值比較器9和小值比較器10 ;所述的排序信號SI是Smax和Smin經(jīng)SI比較器比較獲得，所述的Smax和Smin是輸出的最大值和最小值在8個數(shù)據(jù)的位置，這個位置是由各級標示位Pmax.1, Pmin.1確定:
首先根據(jù)最后一級即第3級比較器，大值比較器9的標示位Pmax.6，小值比較器10的標示位Pmin.6，確定最大值是取之上半?yún)^(qū)(Da，Db，Dc , Dd)即大值比較器5還是取之下半?yún)^(qū)(De , Df , Dg , Dh)即大值比較器6，最小值是取之上半?yún)^(qū)(Da，Db，Dc，Dd)即小值比較器7，還是取之下半?yún)^(qū)(De，Df , Dg , Dh)即小值比較器8;
然后再根據(jù)第2級比較器的標示位確定最大值和最小值的位置，若最大值是取之大值比較器5，最小值是取之小值比較器7，則根據(jù)大值比較器5的標示位Pmax.4，小值比較器7的標示位Pmin.4，在所在半?yún)^(qū)內再縮小一半范圍，確定最大值和最小值是取之比較器I還是比較器2 ;同理，若最大值是取之大值比較器6，最小值是取之小值比較器8，則根據(jù)大值比較器6的標示位Pmax.5，小值比較器8的標示位Pmin.5,在所在半?yún)^(qū)內再縮小一半范圍，確定最大值和最小值是取之比較器3還是比較器4 ；
最后以相同方法向前ー級遞推，根據(jù)第I級比較器的標示位Pmax.0, Pmin.0或Pmax.1, Pmin.1,或Pmax.2, Pmin.2或Pmax.3, Pmin.3最終確定最大值和最小值在8個數(shù)據(jù)中的具體位置。
[0017]在第I級比較時，當ー個為大值，另ー個則為小值，Pmax.1與Pmin.1是取反關系，即:Pmax.0=1 時，Pmin.0=0 或者 Pmax.0=0 時，Pmin.0=1 ；Pmax.1=1 時，Pmin.1=0 或者Pmax.1=0 時，Pmin.1=1 ；Pmax.3=1 時，Pmin.3=0 或者 Pmax.3=0 時，Pmin.3=1 ；Pmax.4=1 時，Pmin.4=0 或者 Pmax.4=0 時，Pmin.4=1 ；
當Smax>Smin時,排序信號Sl=I,數(shù)據(jù)輸出順序:Dmin,Dmax,是上升狀態(tài),當Smax〈Smin時，排序信號Sl=O,數(shù)據(jù)輸出順序:Dmax, Dmin,是下降狀態(tài)；
所述的峰值串行檢測模塊還包括S2較器，所述的峰值檢測模塊還包括開關，排序；
所述的峰值串行檢測模塊在選出最終最大值和最終最小值的同時輸出一個排序信號S2 ;所述的排序信號S2是峰值串行檢測模塊中最大值更新次數(shù)FNmax和最小值更新次數(shù)FNmin經(jīng)S2比較器比較獲得，將經(jīng)過峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值分別輸入到相應的最大值檢測器和最小值檢測器中，分別與上次的最大值和最小值對比，若新輸入的最大值大于上次的最大值就將新輸入的最大值保留下來且更新次數(shù)FNmax加1，否則保持上次的最大值且更新次數(shù)FNmax不變，若新輸入的最小值小于上次的最小值就將新輸入的最小值保留下來且更新次數(shù)FNmin加1，否則保持上次的最小值且更新次數(shù)FNmin不變；最大值更新次數(shù)FNmax和最小值更新次數(shù)FNmin輸入S2比較器,若FNmax大于FNmin即最大值更新次數(shù)大于最小值更新次數(shù)，排序信號S2=l，數(shù)據(jù)輸出順序:Dmin，Dmax，是上升狀態(tài)，若FNmax小于FNmin即最大值更新次數(shù)小于最小值更新次數(shù)，排序信號S2=0，數(shù)據(jù)輸出順序:Dmax, Dmin,為是下降狀態(tài),若FNmax等于FNmin即最大值更新次數(shù)等于最小值更新次數(shù)，不用再區(qū)分順序，可歸入到上升或下降狀態(tài)中；
如圖2-1所示，在上升狀態(tài)時，最小值為第一次采樣，最大值是最后一次采樣，也就是新采樣的數(shù)據(jù)一直在變大，即最大值一直在更新，而最小值沒有更新，那么最大值的更新次數(shù)要大于最小值的更新次數(shù)，S2比較器中S2=l，數(shù)據(jù)輸出順序是Dmin，Dmax，是上升狀態(tài)，與圖2-1相符；
如圖2-2所示，在下降狀態(tài)時，最大值為第一次采樣，最小值在最后一次采樣，也就是新采樣的數(shù)據(jù)一直在變小，即最小值一直在更新，而最大值沒有更新，那么最大值的更新次數(shù)要小于最小值的更新次數(shù)，S2比較器中S2=0，數(shù)據(jù)輸出順序是Dmax，Dmin，是下降狀態(tài)，與圖2-2相符；
如圖2-3所示，在不上升也不下降的狀態(tài)時，最大值更新次數(shù)與最小值更新次數(shù)相等，不用再區(qū)分順序，這樣就可歸入到上升或者下降的狀態(tài)中，在本發(fā)明中將此情況歸入下降狀態(tài)，與圖2-3相符；
當N=I時，開關斷開，峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值，不經(jīng)過峰值串行檢測模塊，排序后直接輸入到儲存器中，排序根據(jù)排序信號SI確定最大值和最小值輸出的先后順序；當め1吋，開關閉合，峰值并行檢測模塊輸出最大值和最小值經(jīng)CLK2同步，輸入到峰值串行檢測模塊，N位計數(shù)器完成計數(shù)時，將輸出的最終最大值和最終最小值經(jīng)過排序后輸入到儲存器中，排序根據(jù)排序信號S2確定最終最大值和最終最小值輸出的先后順序。
[0018]當N位計數(shù)器完成計數(shù)時，將排序后的最大值和最小值輸出到儲存器中，作為峰值檢測的一個采樣點；整個峰值檢測重復采樣，到存儲器存滿結束采樣，完成ー屏波形采集。
【權利要求】
1.消除峰值檢測誤產(chǎn)生毛刺的系統(tǒng)，包括PLL、ADC、CLK1、CLK2、降速處理器模塊、峰值檢測模塊、儲存器； 所述的PLL是鎖相環(huán),提供ADC采樣所需的時鐘頻率； 所述的ADC提供模擬轉換數(shù)字的數(shù)據(jù)信號； 所述的CLKl是ADC采樣時鐘，CLK2是降速后數(shù)據(jù)輸出的時鐘，降速系數(shù)為2n，滿足CLK2= CLKI/2n； 所述的降速處理模塊是利用串轉并技木，把數(shù)據(jù)位擴展，ADC輸出的數(shù)據(jù)信號經(jīng)CLKl同步，輸入到降速處理器模塊； 所述的峰值檢測模塊包括峰值并行檢測模塊、峰值串行檢測模塊、輸出開關、N位計數(shù)器；所述的峰值并行檢測模塊將ADC的數(shù)據(jù)經(jīng)過降速處理器模塊后變成2n個并行數(shù)據(jù)，通過各級的比較器進行兩兩比較輸出大值和小值，經(jīng)過n級比較得到最大值和最小值； 所述的峰值串行檢測模塊包括最大值檢測器、最小值檢測器，將經(jīng)過峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值分別輸入到相應的最大值檢測器和最小值檢測器中，分別與上次的最大值和最小值對比，新輸入的最大值大于上次的最大值就將新輸入的最大值保留下來，否則保持上次的最大值，新輸入的最小值小于上次的最小值就將新輸入的最小值保留下來，否則保持上次的最小值不變； 所述的N位計數(shù)器是計數(shù)輸入最大值和最小值的次數(shù)，N位計數(shù)器對CLK2計數(shù)，每來一個時鐘，計數(shù)器加1，N位計數(shù)器未完成計數(shù)時，輸出開關斷開，N位計數(shù)器完成計數(shù)時，輸出開關閉合，將最終最大值和最終最小值輸入到儲存器中； 其特征在于:所述的峰值并 行檢測模塊還包括SI比較器，數(shù)據(jù)經(jīng)各級的比較器進行兩兩比較輸出大值和小值的同時還輸出標示位Pmax.1或Pmin.1，且i=2n_2，n為正整數(shù)；經(jīng)過n級比較選出最大值和最小值的同時輸出排序信號SI，其中第I級有2n_i個比較器，第2級有2n_2個大值比較器和2n_2小值比較器，依次類推在第n級有I個大值比較器和I個小值比較器；所述的排序信號SI是Smax和Smin經(jīng)SI比較器比較獲得,所述的Smax和Smin是輸出的最大值和最小值在2n個數(shù)據(jù)中的位置，這個位置是由各級標示位Pmax.1, Pmin.1確定，方法如下: 首先根據(jù)最后一級即第n級比較器的標示位Pmax.1, Pmin.1,確定最大值和最小值是取之上半?yún)^(qū)或下半?yún)^(qū)，所述的上半?yún)^(qū)和下半?yún)^(qū)的數(shù)據(jù)量相等，上半?yún)^(qū)是2n個數(shù)據(jù)的前半部分，下半?yún)^(qū)是2n個數(shù)據(jù)的后半部分；然后再根據(jù)倒數(shù)第2級即第n-1級比較器的標示位，在所在半?yún)^(qū)內再縮小一半范圍確定最大值和最小值的位置；再以相同方法向前遞推ー級，在所在半?yún)^(qū)再縮小一半范圍確定最大值和最小值的位置，如此層層遞推，最終確定最大值和最小值在2n個數(shù)據(jù)中的具體位置； 在第I級比較時，當ー個為大值，另ー個則為小值，Pmax.1與Pmin.1是取反關系，即:Pmax.1=l 時，Pmin.1=0 或者 Pmax.1=0 時，Pmin.1=l ； 當Smax>Smin時,排序信號Sl=I,數(shù)據(jù)輸出順序:Dmin,Dmax,是上升狀態(tài)，當Smax〈Smin時，排序信號Sl=O,數(shù)據(jù)輸出順序:Dmax, Dmin,為是下降狀態(tài)；所述的峰值串行檢測模塊還包括S2比較器，所述的峰值檢測模塊還包括開關，排序；所述的峰值串行檢測模塊在選出最終最大值和最終最小值的同時輸出一個排序信號S2 ;所述的排序信號S2是峰值串行檢測模塊中最大值更新次數(shù)FNmax和最小值更新次數(shù)FNmin經(jīng)S2比較器比較獲得，將經(jīng)過峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值分別輸入到相應的最大值檢測器和最小值檢測器中，分別與上次的最大值和最小值對比，若新輸入的最大值大于上次的最大值就將新輸入的最大值保留下來且更新次數(shù)FNmax加1，否則保持上次的最大值且更新次數(shù)FNmax不變，若新輸入的最小值小于上次的最小值就將新輸入的最小值保留下來且更新次數(shù)FNmin加1，否則保持上次的最小值且更新次數(shù)FNmin不變；最大值更新次數(shù)FNmax和最小值更新次數(shù)FNmin輸入S2比較器,若FNmax大于FNmin即最大值更新次數(shù)大于最小值更新次數(shù)，排序信號S2=l，數(shù)據(jù)輸出順序:Dmin，Dmax，是上升狀態(tài)，若FNmax小于FNmin即最大值更新次數(shù)小于最小值更新次數(shù)，排序信號S2=0，數(shù)據(jù)輸出順序:Dmax, Dmin,為是下降狀態(tài),若FNmax等于FNmin即最大值更新次數(shù)等于最小值更新次數(shù)，不用再區(qū)分順序，可歸入到上升或下降狀態(tài)中；
當N=I時，開關斷開，峰值并行檢測模塊輸出的最大值和最小值，不經(jīng)過峰值串行檢測模塊，排序后直接輸入到儲存器中，排序根據(jù)排序信號SI確定最大值和最小值輸出的先后順序；當N>1吋，開關閉合，峰值并行檢測模塊輸出最大值和最小值經(jīng)CLK2同步，輸入到峰值串行檢測模塊，N位計數(shù)器完成計數(shù)時，將輸出的最終最大值和最終最小值經(jīng)過排序后輸入到儲存器中，排序根據(jù)排序信號S2確定最終最大值和最終最小值輸出的先后順序。
【文檔編號】G01R13/02GK103604968SQ201310665549
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】鐘景華, 劉大海, 錢黃生 申請人:南京國睿安泰信科技股份有限公司