[发明专利]一种数字信号的识别方法

摘要

本发明公开了一种数字信号的识别方法，涉及数据分析技术领域，包括偏置采样、查找线段、线段分类、识别跳变、识别上下拉、滤波识别及信号判断共七个步骤，本发明基于数字信号的特点，通过采集多段波形数据，信号识别准确度高；判断方法简单，该方法中的各个识别参数值可根据具体情况做出更改，以适应不同情况下的数据波形的检测。

主权项

1.一种数字信号的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)偏置采样设置示波器通道的参考地与被测对象地线之间的电压差为X伏，然后采集一段电压波形作为待检波形；(2)查找线段设置取样点间隔＝M，即相邻两个取样点的索引值之差，也就是每隔M‑1个实际采集点取样一次；取样点个数＝N＝取样段数+1，相邻两个取样点之间的数据为一段取样；取样点离散值＝0.1V，任一取样点的电压值与所有取样点的平均电压值之差的绝对值，用于判断取样的有效性；滤波点数＝3，用于查找线段的起始点和结束点时，防止干扰产生的个别实际采集点影响查找的准确性；按照索引值由小到大的顺序，从待检波形中提取这N个点记为：a1,a2,a3,a4……aN，假设a1点为采集到的第一个数据点，设置取样点间隔为M个点，这样a1＝第1个实际采集点；a2＝第M+1个实际采集点；a3＝第2M+1个实际采集点；a4＝第3M+1个实际采集点……，以此类推；如果满足以下条件：|a1‑(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；且|a2‑(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；……且|aN‑(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；除a1≤a2≤……≤aN或a1≥a2≥……≥aN，不包括a1＝a2＝……＝aN；则表示找到的a1、a2……aN取样点有效；相反，如果取样点无效，则所有取样点的索引值+1，即a1＝第2个实际采集点；a2＝第M+2个实际采集点；a3＝第2M+2个实际采集点；a4＝第3M+2个实际采集点……，然后重复上述步骤，直到所有条件同时满足，(a1+a2+a3+……+aN)/N即为该条线段的平均电压值L，然后从a1和aN点分别向前找到a1’和向后找到aN’；其中：a1’满足其前面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为第1个实际采集点为线段的起始点，aN’满足其后面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为最后1个实际采集点为线段的结束点；此时找到的a1’和aN’即为线段的起始和结束点；同理，使用上述方法从aN’之后的待检波形中找出所有的线段；(3)线段分类默认设置：线段的合并电压差＝0.1V，任一与参考线段的平均电压值之差的绝对值≤0.1V的线段，都可以合并为同一类线段，假设从待检波形中共找到了n条线段，它们的线段平均电压值分别是：L1、L2……Ln，从L1开始合并，首先判断L2能不能合并，如果条件|L1‑L2|≤0.1V，即可合并，假设L2满足合并条件，再来合并L3，判断条件为：|L1‑L3|≤0.1V是否成立，假设以上条件不成立，那么L3不能合并，暂时保留，继续合并L4，判断条件为：|L1‑L4|≤0.1V是否成立，如果上述条件成立，即可合并L4；依次类推，合并到最后的Ln，即可得到第1类线段平均电压值；再进行第二轮的合并，将第一轮合并后剩下的所有线段，从最前面的线段依次向后合并到最后面的线段，即可得到第2类线段平均电压值；依次类推直到所有的线段不能再合并为止，即可得出线段平均电压值种类的数量；如果线段平均电压值种类的数量满足2≤线段平均电压值种类≤3为可疑数字信号，否则就是非数字信号，识别结束；(4)识别跳变默认设置：线段平均电压值之差＝0.3V，线段平均电压值之差也就是相邻两条线段的平均电压值之差的绝对值；1ns≤线段间隔≤30nS，线段间隔也就是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点之间的时间差；判断跳变的条件：线段平均电压值之差的绝对值≥0.3V，计算方法是：aN’所在线段的平均电压值L1与b1’所在线段的平均电压值L2之差的绝对值，即|L1–L2|≥0.3V；时间间隔，由于采样速度决定了数据点之间的时间间隔，所以aN’和b1’之间数据点的间隔数×数据点之间的时间间隔就是aN’和b1’之间的时间间隔；计算方法是：|aN’的索引值‑b1’的索引值|×1nS，即1ns≤|aN’的索引值‑b1’的索引值|×1nS≤30nS；如果满足跳变条件：|L1–L2|≥0.3V且1ns≤|aN’的索引值‑b1’的索引值|×1nS≤30nS，则表示跳变条件识别成功1次，以此向后判断第二条线段与第三条线段是否存在跳变，一直识别到待检波形的最后一条线段为止；不断累计次数；(5)识别上下拉默认设置：线段电压值之差＝0.3V，线段电压值之差也就是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点的电压值之差的绝对值；200ns≤线段间隔≤10000nS，线段间隔还是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点之间的时间差；上拉面积比＝1.000000，下拉面积比＝1.000000，上拉/下拉面积比等于上升/下降沿面积与三角形面积的比值；判断上下拉，相邻线段之间的变化满足共同前提条件：线段电压值之差：|aN’的电压值‑b1’的电压值|≥0.3V；时间间隔：200ns≤|aN’的索引值‑b1’的索引值|×10nS≤10000nS后，电压值由低向高变化时，上升沿面积/三角形面积≥1.000000，即为满足上拉条件1次，不断累计次数；相反，电压值由高向低变化时，下降沿面积/三角形面积≤1.000000，即为满足下拉条件1次，不断累计次数；其中：上升沿面积＝(aN’的电平值+(aN’+1)的电平值‑2aN’(起点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2+((aN’+1)的电平值+(aN’+2)的电平值‑2aN’(起点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2+……+((b1’‑1)的电平值+b1’的电平值‑2aN’(起点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2；下降沿面积＝(aN’的电平值+(aN’+1)的电平值‑2b1’(终点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2+((aN’+1)的电平值+(aN’+2)的电平值‑2b1’(终点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2+……+((b1’‑1)的电平值+b1’的电平值‑2b1’(终点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2；三角形面积＝|aN’的电平值‑b1’的电平值|×|aN’的索引值‑b1’的索引值|×10nS(采样间隔)/2；(6)滤波识别相邻两条线段之间的变化，既不满足跳变条件又不满足上下拉条件的，即为满足滤波条件1次，不断累积次数；(7)信号判断如前所述共查找到n条线段，即线段间变化共n‑1次；判断普通数字信号的默认设置：上拉次数≤0；下拉次数≤0；上下拉次数≤0；滤波次数≤1；如果满足如下判断条件：上拉次数≤0且下拉次数≤0且上下拉次数≤0且滤波次数≤1且跳变次数＝n‑1‑上拉次数‑下拉次数‑滤波次数，即为普通数字信号；判断三态数字信号的默认设置：上拉次数≥0；下拉次数≥0；上下拉次数≥1；滤波次数≤1；如果满足如下判断条件：上拉次数≥0且下拉次数≥0且上下拉次数≥1且滤波次数≤1且跳变次数＝n‑1‑上拉次数‑下拉次数‑滤波次数，即为三态数字信号；既不是普通数字信号又不是三态数字信号，即为非数字信号，识别结束。