数字峰值测量的新方法
——双频峰值检波法
2018-05-10王丹琦阿地力依米提
新疆师范大学学报(自然科学版) 2018年1期
王丹琦,阿地力·依米提,张 莉
(1.新疆师范大学 物理与电子工程学院,新疆 乌鲁木齐 830054;2.新疆农业大学 科学技术学院,新疆 乌鲁木齐 830052)
文章所介绍的一种数字峰值测量的新方法,是依据等效采样的原理,利用较低采样率的A/D采样那些频率甚至比A/D采样率高很多的信号的峰值。本峰值检波电路基于信号频域频谱搬移理论,采用两个特殊频率(双频)对信号先后完成采样,互补采样中的“盲区”,通过采样的最大值提取得到周期信号的峰值。这种方法可以兼顾高低频,全幅度段达到良好的线性。可以做到0.1Hz-100MHz频率段,同时,此检峰原理很有研究价值,变换灵活,在具体设计电路时考虑实际频率段的需求来做设计,可以将此电路的性能应用的灵活自如。
以FPGA[1]实现峰值测量精度高,实现较为容易。在FPGA内部设置两个寄存器,分别存储目前为止测量到的最大值(REGM)和最小值(REGL)。下一个信号被采集进来以后,分别与这两个寄存器的数据比较,若大于原来的最大值,就用这个值替代REGM中的数据;如果小于最小值,就用这个值代替REGL中的数据;否则,等待下一采样值的来临。每个信号周期结束以后,REGM和REGL的差值就是峰值。
数字测量的精度和采样的A/D有很大的关系,随着A/D的选用不同,精度可以做的很高。另外稳定性也要比模拟峰值检波高,避免了模拟期间不稳定或者漂移等因素的影响,减小了峰值检测的误差。采用A/D采样[2]的方法采集峰值,对于采样点数的要求也比较高。通常情况下,保持波形失真度小,要求波形至少由64个点组成(当然这个也要根据实际需要,若不需要精度很高可以适当减少点数)。……
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