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數字法實現峰值測量的原理

發布時間:2011/8/15 11:04:54 訪問次數:2664

    數字法測量峰值的基本思路是將信號的瞬時幅值經A/D采樣送入CPU(單片機、FPGA等),在信號周期內對輸入信號的采樣值進行大小比較,從而得出信號的峰值或峰一峰值。比較在CPU內部實現,可簡化測量電路且容易實現。系統框圖如圖8-3所示。

                 


    在CPU (FPGA)內部設置兩個暫存器,分別存儲目前測到的最大值和最小值。下一個信號被采集進來以后,分別與這兩個暫存器里面的數據比較,若大于原來存儲的最大值,則用這個值覆蓋原最大值;若小于最小值,則用這個值覆蓋原最小值;若介于最大值與最小值之間,則丟棄該值,等待下一個采樣值的來臨。在每個信號周期結束時,暫存器l和暫存器2的差值就是峰一峰值。
    數字測量可使精度和穩定度進一步提高,且避免了模擬器件不穩定或漂移等因素的影響,減小了峰值檢測的誤差。
    采用A/D采樣的方法采集峰值點,對于采樣點數的要求叱較高。在通常情況下,保持波形失真度小,要求波形至少由64個點組成,對于20MHz的A/D采樣速率,能處理的信號頻率也只能達到20MHz/64=312.5kHz,因此限制了數字測量方法的測量頻率范圍。要克服測量頻率的“瓶頸”可以采用欠采樣的辦法,但會大大降低實時性,并且也會增加數字處理的復雜度。所以,此方法對于頻率較低的信號峰值測量有著較好的性能(包括穩定性和精度等方面),但是能夠實時處理的信號頻率范圍比較小。   G1084T43UF

 

    數字法測量峰值的基本思路是將信號的瞬時幅值經A/D采樣送入CPU(單片機、FPGA等),在信號周期內對輸入信號的采樣值進行大小比較,從而得出信號的峰值或峰一峰值。比較在CPU內部實現,可簡化測量電路且容易實現。系統框圖如圖8-3所示。

                 


    在CPU (FPGA)內部設置兩個暫存器,分別存儲目前測到的最大值和最小值。下一個信號被采集進來以后,分別與這兩個暫存器里面的數據比較,若大于原來存儲的最大值,則用這個值覆蓋原最大值;若小于最小值,則用這個值覆蓋原最小值;若介于最大值與最小值之間,則丟棄該值,等待下一個采樣值的來臨。在每個信號周期結束時,暫存器l和暫存器2的差值就是峰一峰值。
    數字測量可使精度和穩定度進一步提高,且避免了模擬器件不穩定或漂移等因素的影響,減小了峰值檢測的誤差。
    采用A/D采樣的方法采集峰值點,對于采樣點數的要求叱較高。在通常情況下,保持波形失真度小,要求波形至少由64個點組成,對于20MHz的A/D采樣速率,能處理的信號頻率也只能達到20MHz/64=312.5kHz,因此限制了數字測量方法的測量頻率范圍。要克服測量頻率的“瓶頸”可以采用欠采樣的辦法,但會大大降低實時性,并且也會增加數字處理的復雜度。所以,此方法對于頻率較低的信號峰值測量有著較好的性能(包括穩定性和精度等方面),但是能夠實時處理的信號頻率范圍比較小。   G1084T43UF

 

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