本發(fā)明涉及一種信號紋波峰值谷值的動態(tài)檢測方法，具體是一種動態(tài)檢測信號峰值谷值的方法。

背景技術(shù)：

任何信號由于其自身、環(huán)境影響以及檢測手段上的偏差，所得到的檢測信號往往是帶有紋波的，即在這信號上疊加交流紋波。由于疊加的交流紋波及信號自身的變化，使得檢測到的信號有對應(yīng)的峰值、谷值。該峰值、谷值以各種頻率組合形式而周而復始出現(xiàn)。在信號處理中，動態(tài)的檢測這信號的峰值、谷值是十分重要的。

一般來講，用于采集和保持信號峰值的采集保持電路是不斷地檢測信號值并與其已采集保持值進行比較，當檢測信號值大于其采集保持值，其采集保持的峰值被檢測信號值刷新。同樣，用于采集保持信號谷值的采集保持電路是不斷地檢測信號值并與其采集保持值進行比較，當檢測信號值小于其采集保持值，其采集保持的谷值被這檢測信號值刷新。用這樣方法來檢測信號的峰值和谷值是只能得到信號的整體的峰值和谷值，也就是該信號的靜態(tài)峰值和谷值。靜態(tài)峰值和谷值是由信號自身變化范圍及所疊加的交流紋波決定的。很明顯該信號的靜態(tài)峰值和谷值是在信號結(jié)束之后才能得到。在信號實時處理中，該靜態(tài)峰值和谷值是無助于信號的實時處理。在信號實時處理中，實時或者說動態(tài)峰值和谷值是有助于信號的實時處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能實時獲得動態(tài)峰值和谷值的信號紋波的峰值谷值動態(tài)檢測方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種信號紋波峰值谷值的動態(tài)檢測方法(即，動態(tài)檢測信號峰值谷值的方法)，如圖1所示：由兩個采集保持電路及相應(yīng)的輔助電路構(gòu)成。兩個采集保持電路為：采集保持信號的峰值電路(作為第一采集保持電路)用于采集保持信號的峰值；采集保持信號的谷值電路(作為第二采集保持電路)用于采集保持信號的谷值。相應(yīng)的輔助電路：可復位定時電路和磁滯回差量控制電路是用以保證采集保持信號的峰值和采集保持信號的谷值電路能夠正常工作而動態(tài)跟隨自身變化并疊加交流紋波信號的峰值和谷值。

具體采集保持電路功能實現(xiàn)和輔助電路功能實現(xiàn)有多種實現(xiàn)方案，可以以模擬的也可以以數(shù)字的形式；同樣相應(yīng)的輔助電路也可以以模擬的也可以以數(shù)字的形式。

采集保持信號的峰值電路是對信號的自身變化并疊加交流紋波的信號在其自身值增加時，對其動態(tài)峰值進行增加時進行相應(yīng)的增加而進行數(shù)據(jù)刷新；而當其動態(tài)谷值進行相應(yīng)地減小時，采集保持信號的峰值電路經(jīng)過輔助電路(可復位定時電路和磁滯回差量控制電路)的監(jiān)督控制也對其對應(yīng)的動態(tài)谷值也進行相應(yīng)的減小而進行數(shù)據(jù)刷新；同樣自身變化并疊加交流紋波的信號在其自身值減小時，采集保持信號的谷值電路對其動態(tài)谷值進行相應(yīng)地減小進行數(shù)據(jù)刷新；而當其動態(tài)峰值進行相應(yīng)地增加時采集保持信號的谷值電路經(jīng)過輔助電路(可復位定時電路和磁滯回差量控制電路)的監(jiān)督控制也對其對應(yīng)的動態(tài)谷值也進行相應(yīng)的增加而進行數(shù)據(jù)刷新；這樣采集保持信號的峰值電路和采集保持信號的谷值電路分別得到這自身變化并疊加交流紋波信號的動態(tài)峰值和谷值。這種操作稱之為相關(guān)性操作以保證對自身變化并疊加交流紋波的信號的峰值和谷值進行動態(tài)跟隨。

作為輔助電路的可復位定時電路：由于采集保持信號的峰值電路和采集保持信號的谷值電路構(gòu)成的檢測電路的輸出峰值和谷值的初始值均為零，要采集保持的峰值電路和采集保持的谷值電路捕捉和建立對應(yīng)的峰值和谷值需要時間；另外被檢測信號的變化趨勢為零時，需要采集保持的峰值電路和采集保持的谷值電路分別針對檢測的信號獨立地建立對應(yīng)的峰值和谷值。這需要增加一個可復位定時電路來保證采集保持的峰值電路和采集保持的谷值電路在這規(guī)定時間內(nèi)分別針對檢測的信號獨立地建立對應(yīng)的峰值和谷值。定時電路的定時時間是大于峰值、谷值以各種頻率組合形式而周而復始出現(xiàn)的四分之一周期，以保證捕捉局部區(qū)域的極值對應(yīng)的峰值和谷值。由于是可復位定時電路，當被檢測信號的變化趨勢變?yōu)樵黾踊驕p小時，動態(tài)谷值、動態(tài)峰值的數(shù)據(jù)刷新信號又使可復位定時電路復位而停止定時電路功能。

作為輔助電路的磁滯回差量控制電路：為了防止動態(tài)峰值和動態(tài)谷值相關(guān)性操作的增加操作和減少操作不斷交替進行；需要增加一磁滯回差量控制電路來避免動態(tài)峰值和動態(tài)谷值相關(guān)性操作增加操作和減少操作不斷的交替進行，也就是說只有當其動態(tài)峰值進行單調(diào)增加時對其對應(yīng)的動態(tài)谷值也應(yīng)進行相應(yīng)的增加的量大于這磁滯回差量時，才對其對應(yīng)的動態(tài)谷值進行相應(yīng)的單調(diào)增加?；蛘呤钦f只有當其動態(tài)谷值進行單調(diào)減少時對其對應(yīng)的動態(tài)峰值也應(yīng)進行相應(yīng)的減小的量大于這磁滯回差量時，才對其對應(yīng)的動態(tài)峰值進行相應(yīng)的單調(diào)減小。這樣可以有效地防止和避免動態(tài)峰值和動態(tài)谷值相關(guān)性操作增加操作和減少操作不斷的交替進行。具體為：當上述增加量或減少量小于(或等于)磁滯回差量大小時，采集保持信號的峰值電路和采集保持信號的谷值電路不進行相應(yīng)的增加或減小的操作。反之，當上述增加量或減少量大于磁滯回差量大小時，采集保持信號的峰值電路和采集保持信號的谷值電路進行相應(yīng)的增加或減小的相關(guān)性操作。

本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢主要為：

1、以相當?shù)偷某杀就瓿蓪ψ陨碜兓B加交流紋波的信號的動態(tài)峰值和谷值進行跟蹤輸出，以便相應(yīng)的控制算法根據(jù)這檢測到的動態(tài)峰值和谷值輸出相應(yīng)的控制信號。

2、本發(fā)明方案可以用純模擬電路來實現(xiàn)；可以用純數(shù)字電路來實現(xiàn)；也可以用模數(shù)混合電路來實現(xiàn)。這完全是由對應(yīng)的信號屬性以及相應(yīng)處理要求來決定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方案的實現(xiàn)原理圖；

圖2為本發(fā)明方案的實現(xiàn)原理圖對應(yīng)自身變化并疊加交流紋波的信號波形，以及輸出對應(yīng)的動態(tài)峰值和動態(tài)谷值電壓波形；

圖3為實施例采集保持電路以數(shù)字的形式實現(xiàn)的最簡單基本構(gòu)成，即，用加減計數(shù)器形式外加數(shù)模變換器和比較器以及對應(yīng)的邏輯電路和電路；

圖4為實施例中的作為輔助電路的可復位定時電路3的部分電路；

圖5為實施例中的作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4的部分電路。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此：

實施例：

采集保持電路可以有多種實現(xiàn)方法，在此實施例中，我們以數(shù)字的形式實現(xiàn)的最簡單基本構(gòu)成可以是用加減計數(shù)器形式外加對應(yīng)的計數(shù)脈沖邏輯電路以及對應(yīng)的比較器和相關(guān)的邏輯電路電路。加減計數(shù)器的加操作完成采集保持電路的峰值或谷值的增加操作，而加減計數(shù)器的減操作完成采集保持電路的峰值或谷值的減少操作。計數(shù)脈沖的頻率大小決定采集保持電路的增加值或減小值的速度。采集保持信號的峰值電路和采集保持信號的谷值電路是分別由加減計數(shù)器及相應(yīng)的邏輯和模擬電路構(gòu)成。

以采集保持信號的峰值電路1為例，具體如圖3所示，其由加減計數(shù)器11、數(shù)模轉(zhuǎn)換器12和比較器及邏輯電路13構(gòu)成；加減計數(shù)器11的輸出是數(shù)模轉(zhuǎn)換器12的輸入量；數(shù)模轉(zhuǎn)換器12的輸出是對應(yīng)的峰值(當為采集保持信號的谷值電路2時，為谷值)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器12的輸出是比較器及邏輯電路13中的比較器的輸入之一；自身變化并疊加交流紋波的信號Vin是比較器另一輸入；比較器的輸出經(jīng)邏輯電路控制加減計數(shù)器11的加減操作。比較器及邏輯電路13中的邏輯電路產(chǎn)生的時鐘Ck頻率大小控制決定采集保持電路的增加值或減小值的速度。邏輯電路的輸入端KP是受控于作為輔助電路的可復位定時電路3和磁滯回差量控制電路4。具體為：當作為輔助電路的可復位定時電路3進入定時狀態(tài)時，控制KP，使得采集保持信號的峰值電路1中的加減計數(shù)器11的加減控制端完全由比較器的輸出控制；以分別捕捉局部區(qū)域的極值對應(yīng)的峰值(同理，當為采集保持信號的谷值電路2時，為谷值)。作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4控制KP，使得采集保持信號的峰值電路1中的加減計數(shù)器11的加減控制端不完全受控于比較器的輸出控制，而受控于KP控制的邏輯電路；采集保持信號的峰值或采集保持信號的谷值電路進入相關(guān)性操作以保證對自身變化并疊加交流紋波的信號的峰值和谷值進行動態(tài)跟隨。

顯然采集保持信號的峰值電路中比較器輸入+端是連接自身變化并疊加交流紋波的信號Vin從而完成對其動態(tài)峰值進行增加時進行相應(yīng)的增加而進行數(shù)據(jù)刷新；而采集保持信號的谷值電路中比較器輸入-端是連接自身變化并疊加交流紋波的信號Vin從而完成進行相應(yīng)地減小進行數(shù)據(jù)刷新。

作為輔助電路的可復位定時電路3可以有多種實現(xiàn)方法，在此實施例中，其主要可復位定時部分如圖4所示。是由多個D觸發(fā)器構(gòu)成的異步可復位加法計數(shù)器構(gòu)成。作為輔助電路的可復位定時電路3產(chǎn)生的計數(shù)脈沖Cp頻率以及D觸發(fā)器個數(shù)決定其定時時間TD的大小，D觸發(fā)器個數(shù)除以計數(shù)脈沖Cp頻率后的所得值必須大于峰值、谷值以各種頻率組合形式而周而復始出現(xiàn)的四分之一周期。各D觸發(fā)器的復位端R連接在一起為復位端R。顯然在這定時計數(shù)過程中，如有復位信號R出現(xiàn)，各D觸發(fā)器的復位為零直至這復位信號R消失后開始進行計數(shù)定時。這定時時間TD控制作為輔助電路的可復位定時電路3內(nèi)的相應(yīng)的邏輯電路來控制采集保持信號的峰值電路1進行相應(yīng)的增加而進行數(shù)據(jù)刷新和采集保持信號的谷值電路2進行相應(yīng)的減小而進行數(shù)據(jù)刷新。這復位信號R是根據(jù)采集保持信號的峰值電路1和采集保持信號的谷值電路2是否進行數(shù)據(jù)刷新與否而產(chǎn)生的(采集保持信號的峰值電路1、采集保持信號的谷值電路2中的任一，只要有數(shù)據(jù)刷新，就會產(chǎn)生相應(yīng)的復位信號R)。

作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4可以有多種實現(xiàn)方法，在此實施例中，其主要磁滯回差量控制部分如圖5所示。信號連接關(guān)系為：

正反饋電阻R1的一端與作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4的輸入量Voin相連，另一端與比較器的+端相連；

正反饋電阻R2的一端與比較器的+端相連，另一端與比較器的輸出VK相連；

比較器的-端與作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4的Vref相連。

它是簡單地有具有正反饋的比較器構(gòu)成。磁滯回差量大小是由這正反饋電阻R1和R2比例決定。作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4的輸入量Voin可以是采集保持信號的峰值電路1或采集保持信號的谷值電路2的輸出量；作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4的Vref是相應(yīng)的設(shè)定量對應(yīng)的峰值或谷值。其輸出量VK控制作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4的相應(yīng)的邏輯電路來控制采集保持信號的峰值電路1進行相應(yīng)的增加而進行數(shù)據(jù)刷新以及采集保持信號的谷值電路2進行相應(yīng)的減小而進行數(shù)據(jù)刷新。

這采集保持信號的峰值電路1和采集保持信號的谷值電路2的輸入和輸出可以是數(shù)字形式也可以為模擬形式。具體輸入和輸出形式是以被檢測信號的形式?jīng)Q定。如果被檢測信號是模擬信號，采集保持信號的峰值電路1和采集保持信號的谷值電路2的輸出經(jīng)各自的數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出模擬量；這樣采集保持信號的峰值電路1和采集保持信號的谷值電路2的輸出可以經(jīng)模擬電壓比較器與被檢測信號的模擬信號進行比較來決定采集保持信號的峰值電路1/采集保持信號的谷值電路2中的加減計數(shù)器是加還是減的操作。如果被檢測信號是數(shù)字信號，采集保持信號的峰值電路1和采集保持信號的谷值電路2的加減計數(shù)器輸出即為數(shù)字量；這樣采集保持信號的峰值電路1和采集保持信號的谷值電路2的輸出可以經(jīng)數(shù)字比較器與被檢測信號的數(shù)字信號進行比較來決定這加減計數(shù)器是加還是減的操作。

作為輔助電路的可復位定時電路3、作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4就是通過控制采集保持信號的峰值電路1/采集保持信號的谷值電路2中的加減計數(shù)器的加減操作和計數(shù)脈沖的頻率來控制以保證采集保持信號的峰值和采集保持信號的谷值電路能夠正常工作而動態(tài)跟隨自身變化并疊加交流紋波的信號的峰值和谷值。

當這動態(tài)檢測信號峰值谷值電路(即，控制采集保持信號的峰值電路和采集保持信號的谷值電路)加上電源時，各加減計數(shù)器初始為零，由于作為輔助電路的可復位定時電路3作用，這可復位定時電路3的定時時間是大于峰值、谷值以各種頻率組合形式而周而復始出現(xiàn)的四分之一周期。在這定時時間內(nèi)，采集保持信號的峰值和采集保持信號的谷值電路分別捕捉局部區(qū)域的極值對應(yīng)的峰值和谷值。

可復位定時電路3是可以被采集保持信號的峰值或采集保持信號的谷值電路刷新數(shù)據(jù)輸出信號復位的，從而使這可復位定時電路3不干預采集保持信號的峰值和采集保持信號的谷值電路之間的相關(guān)性操作以保證對自身變化并疊加交流紋波的信號的峰值和谷值進行動態(tài)跟隨。顯然如果采集保持信號的峰值或采集保持信號的谷值電路一直不刷新數(shù)據(jù)，這可復位定時電路3不被復位而啟動定時電路；在這定時時間內(nèi)采集保持信號的峰值和采集保持信號的谷值電路分別捕捉局部區(qū)域的極值對應(yīng)的峰值和谷值。如果可復位定時電路3不被復位的定時結(jié)束時(即，定時時間結(jié)束時)，可復位定時電路3輸出的定時結(jié)束信號是用來啟動相應(yīng)的作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4。

當作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4啟動之后，對應(yīng)的采集保持信號的峰值或采集保持信號的谷值電路刷新數(shù)據(jù)的操作先在這磁滯回差量控制電路4中執(zhí)行。當采集保持信號的峰值的增加量或采集保持信號的谷值電路的減小量大于磁滯回差量時，采集保持信號的峰值或采集保持信號的谷值電路進入相關(guān)性操作以保證對自身變化并疊加交流紋波的信號的峰值和谷值進行動態(tài)跟隨。這相關(guān)性操作以單向性操作更為可靠，即進行單調(diào)的增加或減小。

當檢測信號的變化趨勢由增加變?yōu)闇p小時，它一定是經(jīng)過由增加變小到不變?nèi)缓箝_始減??；當檢測信號的變化趨勢由減小變?yōu)樵黾訒r，它一定是經(jīng)過由減小變小到不變?nèi)缓箝_始增加。在上述不變期間數(shù)據(jù)沒有被刷新，作為輔助電路的可復位定時電路3由于沒有數(shù)據(jù)刷新而啟動定時電路。在定時時間內(nèi)，使得采集保持信號的峰值和采集保持信號的谷值電路分別捕捉局部區(qū)域的極值對應(yīng)的峰值和谷值。當可復位定時電路3不被復位的定時結(jié)束時，可復位定時電路3將輸出定時結(jié)束信號并進入下一個定時操作?？蓮臀欢〞r電路3輸出的定時結(jié)束信號是用來啟動相應(yīng)的作為輔助電路的磁滯回差量控制電路4；磁滯回差量控制電路4對應(yīng)的采集保持信號的峰值或采集保持信號的谷值電路刷新數(shù)據(jù)的操作先在這磁滯回差量控制電路4中執(zhí)行，當采集保持信號的峰值的增加量或采集保持信號的谷值電路的減小量大于磁滯回差量時，使采集保持信號的峰值或采集保持信號的谷值電路進入相關(guān)性操作以保證對自身變化并疊加交流紋波的信號的峰值和谷值進行動態(tài)跟隨。

圖2所示是對應(yīng)本方案的檢測信號Vin的時域波形以及對應(yīng)檢測輸出的動態(tài)峰值和谷值的時域波形。對比檢測信號Vin的時域波形和對應(yīng)檢測輸出的動態(tài)峰值和谷值的時域波形，可以看出當檢測信號的變化趨勢發(fā)生變化時，這對應(yīng)檢測輸出的動態(tài)峰值或谷值是維持恒定不變一段時間，這段時間就是可復位定時電路的定時時間。經(jīng)過這段定時時間后，檢測輸出的動態(tài)峰值或谷值將跟隨檢測信號的動態(tài)峰值或谷值變化。

最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。