[发明专利]时域积分抽样方法及抽样电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及信号采集技术领域，具体涉及一种实现AIC的时域积分抽样方法及抽样电路。

【背景技术】

根据香农采样定理，当模拟限带信号的采样率不低于奈奎斯特采样率时，可以根据离散时间采样值恢复该模拟信号。压缩采样理论（compressed sampling，CS）指出，当模拟信号稀疏或者在某个基上稀疏时，通过采集少量的信号投影值就可以实现信号的准确或近似重构。目前，压缩采样理论在图像获取、传感网络、信道估计及认知无线电等方面均有广泛的应用。

现有技术中，利用压缩采样理论进行采样的过程为：第一步，按照奈奎斯特采样率对模拟信号进行采样；第二步，用测量矩阵和时域采样信号相乘，得到压缩采样值。以上的采样方法存在采样率较高的问题。

为了解决上述方法采样率高的问题，出现了AIC（Analog-to-Information Converter）结构，直接得到压缩后的采样值，如图1所示，现有技术中实现AIC结构的方法为将模拟信号x(t)经过一个伪随机序列p_c(t)进行调制，调制后的信号经过一个模拟低通滤波器h(t)解调，再通过模数转化器进行欠奈奎斯特压缩采样，实现采用模拟信息转换器AIC对的采样，得到模拟信号x(t)的低维度测量值y(m)。以上方法在进行压缩信号时需要根据y(m)构建满足受限等距特征（RIP）准则的测量矩阵，才能保证准确的恢复稀疏信号，增加了硬件实现的难度。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种实现AIC的时域积分抽样方法及抽样电路，解决上述技术问题，进行信号压缩时无需构建测量矩阵，降低硬件实现难度，同时实现变频异步采样，信号的自适应性增加，无量化误差。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种时域积分抽样方法，对模拟信号进行压缩抽样，包括如下步骤：

步骤1：对待抽样的模拟信号进行时域积分，直到积分计算所得的结果达到预设的阈值；

步骤2：将计数值递增1，并输出步骤1所得积分信号，将积分计算结果清零；所述计数值的初始值为0，所述计数值的最大值为L；

步骤3：将步骤2中所得计数值与所述的最大值L进行比较，若所述计数值小于L，则返回步骤1；若所述计数值等于L，执行步骤4；

步骤4：将计数值为n时输出的积分信号作为一个抽样，其中n为大于等于1、小于等于L的整数；将计数值重置为0，返回步骤1。

优选地，所述步骤1具体包括：

步骤a：预设积分阈值；

步骤b：对对待抽样的模拟信号进行时域积分；

步骤c：将步骤b中积分计算结果与所述阈值比较，若小于阈值则返回步骤b；若等于阈值则执行步骤2。

优选地，所述积分信号为一个脉冲。

优选地，所述步骤4之后还包括如下步骤：对连续生成的M个抽样形成的抽样信号进行信号重构，其中，所述的抽样信号为脉冲信号。

优选地，所述计数器的最大值L为偶数。

优选地，所述模拟信号为x(t)，在t∈[0，T]内可以表示为N个基本函数的线性组合，

其中，＝(X₁，…，X_N)^T是系数向量；且X只有S个非零元素且S<<N，即x(t)为稀疏信号，稀疏基为

本发明还提供了一种时域积分抽样电路，用于模拟信号进行压缩抽样，所述抽样电路包括：

积分单元，所述积分单元接收待抽样的模拟信号，积分运算后输出一积分信号；

与所述积分单元连接的比较器，所述比较器内设有一基准值，所述比较器接收所述积分单元输出的积分信号，将所述积分信号与所述基准值进行比较，比较结果为相等时在输出端输出所述积分信号，并产生标识信号；

与所述比较器连接的计数器，所述计数器接收所述比较器输出的所述标识信号，所述计数器内预设有一参考值，当所接收的标识信号的数量与所述参考值相等时，产生命中信号，并进行重置；以及

分别与所述比较器和所述计数器连接的D触发器，所述D触发器用于接收并存储所述比较器输出的所述积分信号，通过接收所述计数器产生的所述命中信号而被触发，根据数据输入，从存储的多个积分信号中选择一个进行输出。

优选地，所述积分单元为带清零功能的积分单元，所述积分单元包括一个积分器，当所述积分器输出的积分信号达到比较器的基准值时，积分器被清零。