一種直流信號變化量自適應(yīng)檢測方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直流信號變化量自適應(yīng)檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直流信號變化量的檢測方法通常是用一個固定的基準源或者手動調(diào)整的基準源與原始信號進行差分放大后處理。對于原始直流信號本身輸出高而且由于受外界環(huán)境因素影響很大的信號測量，就必須每次檢測都要嚴格控制環(huán)境條件，確保每次檢測的環(huán)境條件相同(比如相同的溫度、濕度、壓力等)以保證原始信號的輸出與基準源一致來檢測，或者調(diào)整基準源接近輸出信號來檢測。這種檢測方式對測試環(huán)境的要求很高，檢測成本高，專業(yè)技術(shù)要求高，限制了此類信號的應(yīng)用，而且檢測結(jié)果也難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種直流信號變化量自適應(yīng)檢測方法，以解決環(huán)境及人為因素影響直流信號變化量檢測的正確性及精度的問題，同時提供一種使用上述方法的檢測裝置。
[0004]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種直流信號變化量自適應(yīng)檢測方法，該方法的步驟如下:
[0005](I)在允許調(diào)整期內(nèi)首先進行初步調(diào)整，對原始信號進行均值處理生成基準信號;
[0006](2)初步調(diào)整結(jié)束后，在允許調(diào)整期內(nèi)對基準信號進行自適應(yīng)調(diào)整，自適應(yīng)調(diào)整的過程如下:對基準信號與原始信號進行差分放大處理，獲得輸出信號；同時，采樣輸出信號生成反饋值F，根據(jù)輸出信號的范圍，動態(tài)修正所述基準信號，修正方式為:判斷F值是否處于設(shè)定的判斷區(qū)間范圍[D，U]內(nèi)，如果處于區(qū)間內(nèi)，則基準信號不變，若F值低于D值，則對基準信號進行增大調(diào)整，直至處于區(qū)間范圍內(nèi)；若F值高于U值，則對基準信號進行減小調(diào)整，直至處于區(qū)間范圍內(nèi)。
[0007]所述步驟(I)中對原始信號進行均值處理生成基準源的過程如下:對經(jīng)過電壓跟隨調(diào)整及A/D轉(zhuǎn)換處理后的原始信號進行M個周期的采樣，每個周期的采樣點為N，去除各周期N個數(shù)據(jù)中的最大值和最小值，對其余值進行均值計算，得到對應(yīng)周期的調(diào)整值，去除這M個周期調(diào)整值中的最大值和最小值，對其余值進行均值計算得到調(diào)整值Z，再對Z值進行D/A轉(zhuǎn)換后生成基準信號。
[0008]所述步驟(2)中生成反饋值F的過程如下:首先對輸出信號進行跟隨調(diào)整及A/D轉(zhuǎn)換，再對處理后的信號進行采樣得到采樣序列K，對K序列中的數(shù)據(jù)去除最大值和最小值，再對其余值進行均值計算得到反饋值F。
[0009]所述步驟(3)中對基準信號進行增大或減小調(diào)整時操作的時間間隔為1S，每次操作時對基準信號進行加I或減I操作，直至最終的F值處于設(shè)定的判斷區(qū)間范圍內(nèi)。
[0010]對步驟(2)中的F值進行模擬與數(shù)字多類型、多通道的輸出，該F值經(jīng)過數(shù)字接口及數(shù)字信號輸出電路處理后輸出數(shù)字信號，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換及模擬信號輸出電路處理后輸出模擬信號。
[0011]—種直流信號變化量自適應(yīng)檢測裝置，包括與原始信號輸出端連接的基準信號生成單元和輸出及反饋調(diào)整單元，所述基準信號生成電路包括順次連接的電壓跟隨電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制器，控制器的信號輸出端與D/A轉(zhuǎn)換電路連接，D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出即為基準信號；所述輸出及反饋調(diào)整單元包括差分放大電路，差分放大電路的輸出設(shè)有兩路，一路用于連接信號濾波及輸出電路，另一路用于通過跟隨調(diào)整電路、A/D轉(zhuǎn)換電路與控制器的反饋信號輸入端連接。
[0012]所述控制器用于通過其跟隨模塊與D/A轉(zhuǎn)換電路連接，跟隨模塊的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端連接。
[0013]所述控制器的反饋信號輸入端通過其數(shù)字濾波模塊與跟隨模塊連接。
[0014]所述控制器的數(shù)字濾波模塊的輸出信號還通過數(shù)字接口及數(shù)字信號輸出電路處理后輸出數(shù)字信號。
[0015]所述控制器的數(shù)字濾波模塊的輸出信號還通過D/A轉(zhuǎn)換及模擬信號輸出電路處理后輸出模擬信號。
[0016]本發(fā)明提供了一種全新的直流信號變化量自適應(yīng)檢測方法和裝置，該方法包括基準信號自適應(yīng)平滑調(diào)整和輸出信號負反饋干預(yù)調(diào)整，首先對原始直流信號進行實時跟蹤結(jié)合算法生成基準信號，再對基準信號與原始信號進行差分放大，引入輸出信號進行自適應(yīng)反饋調(diào)整，解決了環(huán)境及人為因素影響直流信號變化量檢測的正確性及精度的問題，實現(xiàn)對檢測信號多類型、多通道的精確輸出。該方法尤其適用于原始信號靜態(tài)輸出高，受環(huán)境影響大，但變化量小的信號。
[0017]基準信號自適應(yīng)平滑調(diào)整能夠使基準信號平滑調(diào)整到接近原始信號，保證電路進行差分放大后信號的正確識別；輸出信號負反饋干預(yù)調(diào)整能夠?qū)Σ罘址糯蠛蟮男盘栠M一步優(yōu)化處理，使輸出穩(wěn)定平穩(wěn)，控制輸出信號在理想輸出值。
【附圖說明】
[0018]圖1是直流信號變化量自適應(yīng)檢測裝置的原理框圖；
[0019]圖2是調(diào)整觸發(fā)邏輯圖；
[0020]圖3是基準源信號自動調(diào)整程序框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。
[0022]本發(fā)明的直流信號變化量自適應(yīng)檢測方法至少包括差分基準信號自適應(yīng)平滑調(diào)整、輸出信號負反饋干預(yù)調(diào)整、自適應(yīng)調(diào)整狀態(tài)智能轉(zhuǎn)換邏輯這3個相互依存的方法運算與控制模式以及與之配合的電路。自動平滑調(diào)整跟隨使差分基準信號平滑調(diào)整到接近原始信號，保證電路進行差分放大后信號的正確識別；輸出信號負反饋持續(xù)調(diào)整對差分放大后的信號進一步優(yōu)化處理，使輸出穩(wěn)定平穩(wěn)，控制輸出信號在理想輸出值；智能預(yù)判與人為干預(yù)的智能結(jié)合邏輯協(xié)調(diào)整個硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的可靠工作，實現(xiàn)系統(tǒng)的柔性運行和系統(tǒng)多環(huán)境的適應(yīng)性，保證輸出信號的完整性和輸出信號的精準。
[0023]自適應(yīng)檢測裝置的原理如圖1所示，該裝置包括與原始信號輸出端連接的基準信號生成單元和輸出及反饋調(diào)整單元，基準信號生成電路用于實現(xiàn)基準信號自適應(yīng)平滑調(diào)整，跟隨原始信號使差分基準信號平滑調(diào)整到預(yù)期值，該單元包括順次連接的電壓跟隨電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制器(本實施例采用MCU)，控制器的信號輸出端與D/A轉(zhuǎn)換電路連接，D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出即為基準信號；輸出及反饋調(diào)整單元用于實現(xiàn)信號輸出及輸出信號負反饋干預(yù)調(diào)整，對差分放大后的信號進一步優(yōu)化處理，該單元包括差分放大電路，差分放大電路的輸出設(shè)有兩路，一路用于連接信號濾波及輸出電路，另一路用于通過跟隨調(diào)整電路、A/D轉(zhuǎn)換電路與控制器的反饋信號輸入端連接。
[0024]本實施例中，控制器用于通過其跟隨模塊與D/A轉(zhuǎn)換電路連接，跟隨模塊的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端連接；控制器的反饋信號輸入端通過其數(shù)字濾波模塊與跟隨模塊連接。
[0025]同時，為對實時對反饋信號進行模擬與數(shù)字多類型、多通道的輸出，該控制器的數(shù)字濾波模塊的輸出信號一方面通過數(shù)字接口及數(shù)字信號輸出電路處理后輸出數(shù)字信號；另一方面還通過D/A轉(zhuǎn)換及模擬信號輸出電路處理后輸出模擬信號。
[0026]另外，在對基準信號進行反饋自適應(yīng)調(diào)整的果子中，需要根據(jù)調(diào)整狀態(tài)智能轉(zhuǎn)換邏輯，協(xié)調(diào)整個硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的可靠工作，該調(diào)整觸發(fā)邏輯如圖2所示。
[0027]如圖3所示為本發(fā)明直流信號變化量自適應(yīng)檢測方法的流程圖，由圖可知，該方法的步驟如下:
[0028](I)在允許調(diào)整期內(nèi)首先進行初步調(diào)整，對原始信號進行均值處理生成基準信號;
[0029]程序開始后，邏輯狀態(tài)進入自由調(diào)整狀態(tài)，原始信號經(jīng)過電壓跟隨調(diào)整電路與A/D轉(zhuǎn)換電路，在第I次調(diào)整周期Tl內(nèi)獲取N(N不少于12)個采樣點(V(]，Vl，V2，”.νΝ1)，剔除最大值與最小值，對其余值進行均值計算，輸出并記錄第I次調(diào)整