[发明专利]实现高分辨率采样的方法、装置及计算机可读存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，具体涉及一种实现高分辨率采样的方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

现有大部分数字示波器采用垂直分辨率为8bit的高速模数转换器(ADC，Analog-to-Digital Converter)，其量化精度仅为满幅度的1/256，这在某些应用场景下很难满足要求。有一些中高端数字示波器采用较高垂直分辨率(如12bit)的高速ADC，可提高量化精度，以12bit为例，量化精度可达到满幅度的1/4096，但成本又会相应增加。

如果可以使用较低垂直分辨率(如8bit)的ADC，通过对其输出进行一定的数字信号处理，得到等效垂直分辨率较高(如12bit)的采样数据，就可以在不增加成本的同时，满足一定应用对示波器较高垂直分辨率的需求。

这种方法在现有部分数字示波器已有实现方案，其实现原理图如图1所示，主要原理为：对ADC采样的每N点进行平均处理，得到高分辨率采样的点。

具体的，对N点数列{a₁,a₂,a₃,...a_N}进行平均处理，其公式表达如下：

其中，a_avg为平均处理的结果。

即，对ADC采样的第1个点到第N个点进行平均处理，得到高分辨率采样的第1个点，对ADC采样的第N+1个点到第2N个点进行平均处理，得到高分辨率采样的第2个点。

对ADC采样数据进行平均后的结果能够达到更高的垂直精度，如1/256与2/256的2倍平均值为1.5/256＝3/512，即8bit垂直分辨率的数据经过2倍平均后得到9bit的计算结果。

另一方面，从ADC数据的有效位数(ENOB)的定义来看，

其中SNR为信噪比，单位为dB(分贝)

这种平均方法对信号中叠加的随机噪声有抑制作用，因此，可改善信噪比(SNR)。理论上每4倍平均可改善6dB的SNR，对应增加1bit的ENOB。

但是，上面所说的方法也具有以下缺陷：

1、每N个点进行平均得到1个采样点，这使得等效采样率降低为原始ADC采样率的1/N。

2、基于第1点原因，平均后的等效采样率与原始ADC采样率不一致，采样后的后续的一系列处理环节如插值、显示等都需要进行参数及设置上的调整，这不利于后续模块的可重用性，增加了数字示波器的设计难度和复杂度。

以内插模块来说，假设一台示波器的水平格数为10格，水平波形的显示像素为1000点，那么在1ns/格的水平档位下，采样率为1GSa/s时，屏幕上的原始点为10点，需要对原始点进行100倍内插处理才能获得正常的波形线显示。如果此时对原始点进行4点平均处理，则处理后的等效采样率由1GSa/s变为250MSa/s，此时，屏幕上的原始点将变为2.5，则需要对原始点进行400倍内插处理才能获得正常的波形线显示。可见，内插模块的内插倍数在平均处理前后发生了变化，这增加了示波器设计的难度和复杂度。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，本发明实施例期望提供一种实现高分辨率采样的方法、装置及计算机可读存储介质。

本发明实施例提供了一种实现高分辨率采样的方法，所述方法包括：

获取ADC数据；

按照滑动平均算法对所述ADC数据进行处理后生成采样数据。

上述方案中，所述按照滑动平均算法对ADC数据进行处理，包括：

对组成所述ADC数据的L项序列进行N点滑动平均处理，得到多个N点滑动平均值，所述采样数据即为由所述多个N点滑动平均值组成的序列，其中，N为正整数。

上述方案中，所述多个N点滑动平均值通过以下方式确定：

所述多个N点滑动平均值的第一项是所述L项序列的第一项至第N项的和除以N的值；

所述多个N点滑动平均值的第二项是所述L项序列的第二项至第N+1项的和除以N的值；

以此类推，所述多个N点滑动平均值的最后一项是所述L项序列的第(L-N+1)项至第L项的和除以N的值。

上述方案中，所述生成采样数据之后，所述方法还包括：

对所述采样数据进行数字信号处理后输出至显示屏进行显示。

本发明实施例提供了一种实现高分辨率采样的装置，所述装置，包括：获取模块和滑动平均处理模块；其中，

所述获取模块，用于获取ADC数据；