CN105490681B - 一种信号处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种信号处理方法，所述方法包括：获取产生事件对应的脉冲信号，并将所述脉冲信号分为至少两路；从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号；分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号，并与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内；分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样。本发明实施例还公开了一种信号处理装置。本发明实现了产生事件对应的脉冲信号通过ADC时不失真的目的。

Description

一种信号处理方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种信号处理方法及装置。

背景技术

核医学设备是目前医学上常用的检测设备，例如，单电子发射计算机断层(SPECT)设备、正电子发射计算机断层(PET)设备等。核医学设备通过探测湮灭事件发生时向相反方向发射的成对γ光子来实现成像。核医学设备包括核探测器，该部件用于检测引入病患体内的放射性核素放出的正电子与人体负电子发生湮灭所发出的γ光子。常用的核探测器包括由多个晶体组成的晶体阵列和光电探测器。其中，晶体阵列用于检测病患体内释放出的γ光子并将其转换成可见光，光电探测器用于将可见光转换成脉冲信号。通过ADC(Analog-to-Digital Converter，模拟数字转换器)对所述脉冲信号进行采样，利用采样后的信号可以实现很多功能，例如通过对所述采样的脉冲信号进行积分，得到所述脉冲信号的能量，以进行符合事件的判定。

带宽(Bandwidth)是指信号所占据的频带宽度，对于模拟信号而言，信号带宽又称为频宽，即信号所含的最高频率与最低频率的差值，以赫兹(Hz)为单位。参见图1，产生事件的脉冲信号通常是一个前沿陡峭而后沿变缓的脉冲信号，该脉冲信号既包括低频信号和中频信号，还包括高频信号，带宽较高。而由于ADC中的模拟器件(例如放大器、比较器、二极管等)通常可接受的频率范围较低，产生事件的脉冲信号只有在所述频率范围内的信号才能通过这些模拟器件，而超出所述频率范围的信号是无法通过这些模拟器件的，因此ADC在对所述脉冲信号进行模数转换之前信号就已经失真，转换之后自然也会存在误差，影响后续利用所述转换后的信号进行分析计算的准确度。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种信号处理方法及装置，实现了产生事件的脉冲信号通过ADC时不失真的目的。

本发明提供了一种信号处理方法，所述方法包括：

获取产生事件对应的脉冲信号，并将所述脉冲信号分为至少两路；

从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号；

分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号，并与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内；

分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样。

优选的，所述方法还包括：

分别将混频得到的各个信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据，并根据所述采样信号对应的混频信号的频率将所述频域数据恢复为混频之前对应的频域数据；

将筛选得到的信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

合成所有频域数据，将合成后的频域数据变为时域数据。

优选的，所述分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样包括：

对每路所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号均分别进入各自对应的一组采样通道，所述一组采样通道中包括预设数量的采样通道，所述预设数量大于或等于两个；

向每组采样通道输入相同的采样时钟信号；

将输入至各组采样通道的采样时钟信号移相后分别输入至该组对应的各个采样通道中，以使该组每个采样通道对应的各个采样时钟信号的相位不同；

利用所述各个采样通道对应的采样时钟信号对输入至该采样通道的信号进行采样；

对各个采样通道采样得到的数据进行时间标定；

以组为单位对每组采样得到的数据按照数据产生时间的先后顺序进行排序。

本发明还提供了一种信号处理装置，所述装置包括：获取单元、筛选单元、提取单元、混频单元和采样单元，其中，所述获取单元分别与所述筛选单元和所述提取单元连接，所述筛选单元与所述采样单元连接，所述提取单元与所述混频单元连接，所述混频单元与所述采样单元连接；

所述获取单元，用于获取产生事件对应的脉冲信号，并将所述脉冲信号分为至少两路；

所述筛选单元，用于从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号；

所述提取单元，用于分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号；

所述混频单元，用于将提取的信号与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内；

所述采样单元，用于分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样。

优选的，所述获取单元包括信号获取单元和功分器，所述信号获取单元和所述功分器连接；

所述信号获取单元，用于获取产生事件对应的脉冲信号；

所述功分器，用于将所述脉冲信号分为至少两路。

优选的，所述筛选单元包括低通滤波器。

优选的，所述提取单元包括带通滤波器。

优选的，所述混频单元包括下变频器。

优选的，所述装置还包括：第一变换单元、恢复单元、第二变换单元和合成单元；

所述采样单元分别与所述第一变换单元和所述第二变换单元连接，所述第一变换单元与所述恢复单元连接，所述恢复单元与所述合成单元连接，所述第二变换单元与所述合成单元连接；

所述第一变换单元，用于分别将混频得到的各个信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

所述恢复单元，用于根据所述采样信号对应的混频信号的频率将所述频域数据恢复为混频之前对应的频域数据；

所述第二变换单元，用于将筛选得到的信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

所述合成单元，用于合成所有频域数据，并将合成后的频域数据变为时域数据。

优选的，所述采样单元包括n组采样子单元，所述n与所述获取单元对所述脉冲信号分开的路数相同，每组采样子单元均包括预设数量个采样子单元，所述预设数量大于或等于两个；

所述装置还包括时钟信号产生单元、n个移相单元、时间标定单元和叠加单元，所述时钟信号产生单元分别与所述n个移相单元连接，每个移相单元分别与对应的一组采样子单元中的各个采样子单元连接，所述采样子单元与所述时间标定单元连接，所述时间标定单元与所述叠加单元连接；

所述时钟信号产生单元，用于产生采样时钟信号；

所述移相单元，用于将所述采样时钟信号移相后分别输入该移相单元对应的各个采样子单元中；

所述采样子单元，用于利用所述采样时钟信号对输入至所述采样子单元的信号进行采样；

所述时间标定单元，用于对各个采样子单元采样得到的数据进行时间标定；

所述叠加单元，用于以组为单位对每组采样得到的数据按照数据产生的时间先后顺序进行排序。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

本实施例通过将产生事件对应的脉冲信号分为至少两路，从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号，分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号，并将提取的信号与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频。由于筛选出的信号和所述混频后的信号均在所述目标频率范围内，也就是在ADC的频率范围内，因此利用ADC对这两种信号的采样不会出现失真的情况，提高了利用信号进行数据分析的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为产生事件对应的脉冲信号的示意图；

图2为本发明提供的一种信号处理方法实施例一的流程图；

图3为本发明提供的一种信号处理方法实施例二的流程图；

图4为本发明提供的一种信号处理方法实施例二中输入至一组采样通道的采样时钟信号的示意图；

图5为本发明提供的一种信号处理方法实施例二中输入至一组采样通道的采样时钟信号的另一个示意图；

图6为本发明提供的一种信号处理装置实施例一的结构框图；

图7为本发明提供的一种信号处理装置实施例二的结构框图；

图8为本发明提供的一种信号处理装置实施例三的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例一：

参见图2，该图为本发明提供的一种信号处理方法实施例一的流程图。

本实施例提供的信号处理方法包括如下步骤：

步骤S101：获取产生事件对应的脉冲信号。

在本发明中，所述事件是指当病患体内释放出的一个光子打到晶体单元上即称为产生一个事件。每产生一个事件，光电探测器通常都会产生一个前沿陡峭而后沿变缓的脉冲信号，该脉冲信号中包含高频、低频和中频信号。因此这样一段脉冲信号的带宽通常较高，超过普通ADC的带宽。在本实施例中，将产生事件的脉冲信号划分为两部分，一部分为在ADC频率范围(例如0-100MHz)内的脉冲信号，即可以无失真的通过ADC，一部分为不在ADC频率范围内的脉冲信号。在ADC频率范围内的脉冲信号可以直接通过ADC，而不在ADC频率范围内的脉冲信号则需要经过处理，使其频率范围变为在ADC频率范围内，再通过ADC进行采样。

因此，为了实现该目标，本实施例将所述脉冲信号分为至少两路，其中一路用于筛选出目标频率范围的信号，也就是可以通过ADC、能被ADC采样的信号；其余路信号用于提取非目标频率范围内的预设频率区段的信号，也就是不能通过ADC、不能被ADC采样的信号。通过将预设频率区段的信号进行降频，使其频率处于目标频率范围之内，才能够通过ADC、被ADC采样。

步骤S102：从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号。

在本实施中，设置一个目标频率范围，所述目标频率范围在所述ADC的频宽范围内。所述脉冲信号中在所述目标频率范围之内的信号可以直接筛选出来通过ADC进行采样，而在所述目标频率范围之外的信号则需要通过混频使其频率降到所述目标频率范围内，才能通过ADC进行采样。

步骤S103：分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号，并与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内。

在本实施中，为了将目标频率范围之外的脉冲信号通过混频使其频率降到所述目标频率范围内，首先对所述目标频率范围之外的频率进行分段，然后针对每个预设频率区段对应设置不同频率的混频信号，以使混频后信号的频率在所述目标范围之内。例如，假设所述脉冲信号的频率范围为0-1000MHz，所述目标频率范围与ADC的频率范围相同，均为0-250MHz，那么可以将所述脉冲信号的频率范围分为四段，它们分别是：0-250MHz、250M-500MHz、500M-750MHz、750M-1000MHz，由于0-250MHz的频率区段在目标频率范围之内，因此可以直接筛选出来；而其他三个频率区段在目标频率范围之外，因此首先对这三个频率区段的脉冲信号进行提取，然后通过混频的方式进行降频。

本发明对如何进行混频不做具体限定，在其中一种可能实现的方式中，假设所述脉冲信号的频率为f0，所述混频信号的频率为L0，混频后的信号频率为IF，那么可以按照IF＝L0-f0进行混频。以上述例子为例，对于预设频率区段为250MHz-500MHz的脉冲信号，可以将其与频率为500MHz的混频信号进行混频，当所述脉冲信号为250MHz时，混频后信号的频率IF＝L0-f0＝500MHz-250MHz＝250MHz；当所述脉冲信号为500MHz时，混频后信号的频率IF＝L0-f0＝500MHz-500MHz＝0MHz，因此，对于预设频率区段为250MHz-500MHz的脉冲信号，混频后脉冲信号的频率在0-250MHz之内。同理，对于预设频率区段为500MHz-750MHz的脉冲信号，可以将其与频率为750MHz的混频信号进行混频，混频后脉冲信号的频率在0(750MHz-750MHz)-250MHz(750MHz-500MHz)之内；对于预设频率区段为750MHz-1000MHz的脉冲信号，可以将其与频率为1000MHz的混频信号进行混频，混频或脉冲信号的频率在0(1000MHz-1000MHz)-250MHz(1000MHz-750MHz)之内。

在另外一种可能实现的方式中，假设所述脉冲信号的频率为f0，所述混频信号的频率为L0，混频后的信号频率为IF，那么可以按照IF＝f0-L0进行混频。以上述例子为例，对于预设频率区段为250MHz-500MHz的脉冲信号，可以将其与频率为250MHz的混频信号进行混频，当所述脉冲信号为250MHz时，混频后信号的频率IF＝f0-L0＝250MHz-250MHz＝0MHz；当所述脉冲信号为500MHz时，混频后信号的频率IF＝f0-L0＝500MHz-250MHz＝250MHz，因此，对于预设频率区段为250MHz-500MHz的脉冲信号，混频后脉冲信号的频率在0-250MHz之内。同理，对于预设频率区段为500MHz-750MHz的脉冲信号，可以将其与频率为500MHz的混频信号进行混频，混频后脉冲信号的频率在0(500MHz-500MHz)-250MHz(750MHz-500MHz)之内；对于预设频率区段为750MHz-1000MHz的脉冲信号，可以将其与频率为750MHz的混频信号进行混频，混频或脉冲信号的频率在0(750MHz-750MHz)-250MHz(1000MHz-750MHz)之内。

步骤S104：分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样。

由于筛选得到的信号的频率和混频得到的信号频率在所述目标频率范围内，所述目标频率范围在ADC频率范围内，因此可以利用ADC对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样而不发生失真。

另外，在实际应用中，由于将原始的脉冲信号分为多路，在对所述多路脉冲信号进行处理后分别进行采样，因此每路采样信号采样的数据只是原始脉冲信号的部分数据，为了便于后续进行能量计算或时间标定，需要将这些部分数据合成为完整的采样数据。由于ADC为模数转换器，即将模拟信号变为数字信号输出，将时钟信号输入ADC，那么得到的具有时间信息的数字信号就属于时域数据。介于采样得到的时域数据对应的实际频率区间为目标频率区间，而不是原始脉冲信号的对应的频率区间，不能直接以该时域数据进行能量计算、时间标定等，因此需要将该所述时域数据对应的频率区间恢复为原始脉冲信号对应的频率区间。

为了实现该目标，需要首先将筛选得到的和经过混频得到的信号对应的采样信号的时域数据通过傅里叶变换变为频域数据，针对混频得到的信号的频域数据，根据对应的混频信号的频率将所述频域数据恢复为混频之前对应的频域数据，然后合成所有的频域数据，最后将合成后的频域数据转变为时域数据，这样才能为后续能量计算、时间标定等使用。

以上述例子为例，假设筛选得到的信号对应的采样信号为采样信号1，混频得到的信号对应的采样信号为采样信号2、采样信号3和采样信号4，这些采样信号实际包含的频率区段为目标频率范围，即0-250MHz。对于采样信号2，对应的混频信号频率为500MHz，因此可以通过混频运算公式IF＝L0-f0的逆运算f0＝L0-IF得到与其预设频率区段250MHz(500MHz-250MHz)-500MHz(500MHz-0MHz)对应的频域数据，也就是混频之前的频域数据。同理，对于采样信号3，对应的混频信号频率为750MHz，通过混频的逆运算得到预期预设频率区段500MHz(750MHz-250MHz)-750MHz(750MHz-0MHz)对应的频域数据；对于采样信号4，对应的混频信号频率为1000MHz，通过混频的逆运算得到预期预设频率区段750MHz(1000MHz-250MHz)-1000MHz(1000MHz-0MHz)对应的频域数据。

在得到所述采样信号1、采样信号2、采样信号3和采样信号4对应的混频之前的频域数据后，将这些频域数据进行合成，以得到原脉冲信号对应的频率区段(0-1000M)的频域数据。然后，将合成后的频域数据变为时域数据，就可以在进行能量计算、时间标定时进行使用。

再例如，假设筛选得到的信号对应的采样信号为采样信号1’，混频得到的信号对应的采样信号为采样信号2’、采样信号3’和采样信号4’，这些采样信号实际包含的频率区段为目标频率范围，即0-250MHz。对于采样信号2，对应的混频信号频率为250MHz，因此可以通过混频运算公式IF＝f0-L0的逆运算f0＝L0+IF得到与其预设频率区段250MHz(0+250MHz)-500MHz(250MHz+250MHz)对应的频域数据，也就是混频之前的频域数据。同理，对于采样信号3，对应的混频信号频率为500MHz，通过混频的逆运算得到预期预设频率区段500MHz(0+500MHz)-750MHz(250MHz+500MHz)对应的频域数据；对于采样信号4，对应的混频信号频率为750MHz，通过混频的逆运算得到预期预设频率区段750MHz(0+750MHz)-1000MHz(250MHz+750MHz)对应的频域数据。

至于如何通过傅里叶变换将时域数据变为频域数据属于本领域技术人员公知的常识，本发明在此不再赘述。

方法实施例二

采样率，即采样频率，是指在单位时间内从连续信号提取的离散信号的采样个数，一般用SPS(sample per second，每秒采样次数)表示。采样过程需要遵循采样定理，采样定理，又称奈奎斯特定理，是指在模拟/数字转换过程中，采样率应当大于信号中最高频率的2倍，这样转换后的数字信号才能完整的保留原始信号中的信息。根据上文所述，产生事件的脉冲信号包括高频信号，即最高频率较高，根据采样定理，也需要较高的采样率，例如500MSPS。而现有技术普通ADC采样率一般都较低，无法达到采样定理要求的采样率，例如2倍500MSPS即1000MSPS。另外，产生事件的脉冲信号包括一个持续时间非常短的前沿，参见图1中的下降沿，若采样率较低，则只能采集到前沿的几个点，甚至采集不到前沿，因此在根据采集到的脉冲信号进行时间和能量计算时会有较高的误差。若采用采样率较高的高速ADC，则会产生较高的成本。

参见图3，该图为本发明提供的一种信号处理方法实施例二的流程图。

本实施例提供的信号处理方法包括如下步骤：

步骤S201：获取产生事件对应的脉冲信号，并将所述脉冲信号分为至少两路。

步骤S202：从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号。

步骤S203：分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号，并与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内。

步骤S204：对每路所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号均分别进入各自对应的一组采样通道。

在本实施例中，所述一组采样通道中包括预设数量的采样通道，所述预设数量大于或等于两个。在实际应用中，每个采样通道都可以分别采用一个ADC进行采样。

步骤S205：向每组采样通道输入相同的采样时钟信号。

所谓采样时钟信号是指触发ADC进行采样的时钟信号，具有固定的周期，ADC在所述时钟信号的每个上升沿或每个下降沿进行一次采样，即一个周期得到一个采样数据。

步骤S206：将输入至各组采样通道的采样时钟信号移相后分别输入至该组对应的各个采样通道中，以使该组每个采样通道对应的各个采样时钟信号的相位不同。

本实施例中，每组采样通道均包括预设数量的采样通道，所述预设数量大于或等于两个。通过对输入至各个采样通道的采样时钟信号进行移相，使得一组中每个采样通道的对应的各个采样时钟信号的相位不同，也就是说，原本一个采样时钟信号一个周期只有一个采样点，通过移相，一个周期内可以有多个采样点，提高了采样率。

例如，参见图4，图4(a)为输入至各组采样通道的采样时钟信号，假设每组采样通道分别包括两个采样通道，因此对于每组采样通道，可以将所述采样时钟信号直接输入至其中一个采样通道(相当于移相0度)，并将所述采样时钟信号移相180度输入至另一个采样通道，参见图4(b)。由于一个采样时钟周期内通过两个采样通道可以采集两次数据，因此采样率为现有技术的2倍。

再例如，参见图5，图5(a)为输入至各组采样通道的采样时钟信号，假设每组采样通道分别包括四个采样通道，因此对于每组采样通道，可以将所述采样时钟信号直接输入至其中一个采样通道，并将所述采样时钟信号分别移相90度、180度、270度后分别对应输入其他三个采样通道，参见图5(b)、(c)、(d)。由于一个采样时钟周期内通过四个采样通道可以采集四次数据，因此采样率为现有技术的4倍。

步骤S207：利用所述各个采样通道对应的采样时钟信号对输入至该采样通道的信号进行采样。

在实际应用中，所述采样通道对应的硬件包括ADC，根据前面所述，ADC是一个将模拟信号转换为数字信号的转换器，也就是说，输入的是连续的信号，而输出的采样值是一个一个数字。

例如，假设输入的模拟信号为0V-1V的信号，在ADC中，划分为三个等级，即1/3V、2/3V和1V，若一段模拟信号小于或等于1/3V，则输出数字1；若另一段模拟信号大于1/3V且小于或等于2/3V，则输出数字2；若还有一段模拟信号大于2/3V且小于或等于1V，则输出数字3。

步骤S208：对各个采样通道输出的数据进行时间标定。

在实际应用中，对采样通道输出的信号进行时间标定需要借助于定时时钟，通过定时时钟计数器的计数值×定时时钟周期＝时间，计算得到的时间标记在时间轴上，以记录每个采样点的数据发生的时刻，也就是在每个采样点数据上打时间戳。

例如，假设ADC的采样时钟信号的频率为250MHz，每个采样点间隔为4ns。假设定时时钟的频率为500MHz，每个定时时钟周期为2ns。定时计数器在采样开始0时刻开始计数。假设输入ADC1的采样时钟信号的第二个上升沿对应的采样值为100，假设输入ADC2的采样时钟信号的第二个采样时钟上升沿得到采样值为200，若ADC2的采样时钟信号比ADC1的采样时钟信号滞后180度，所以ADC2比ADC1采样滞后1/2采样时钟周期，即2ns。所以采样值100对应的时刻为t1＝(1/500MHz)×2×2＝8ns，采样值200对应的时刻为t2＝(1/500MHz)×2×2.5＝10ns。在采样数据上打时间戳记的过程是在得到的采样值100上标记上时间刻度8ns，在采样数据200上标记上时间刻度10ns。

步骤S209：以组为单位对每组采样得到的数据按照数据产生时间的先后顺序进行排序。

由于一组中各个采样通道对应的采样时钟信号的相位不同，因此在一个采样时钟周期内会产生多个采样数据，并且可以按照采样数据产生时间的先后顺序将所述采样得到的数据进行排序。需要注意的是，虽然步骤S208中对采样数据进行时间标定，但是排序的依据是采样数据产生时间的先后顺序，并不一定指按照对采样数据标记的时间，后者在实现起来更为复杂。经过排序，一组采样通道对应一组打了时间戳的采样数据，即时域数据。如方法实施例一所述，若需要对所述时域数据进行叠加，则需要经过傅里叶变换将所述时域数据变为频域数据，再将混频信号对应的频域数据转换为混频之前的频域数据，然后再将所有频域数据进行叠加后转换为时域数据。

基于以上实施例提供的一种信号处理方法，本发明实施例还提供了一种信号处理装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。

装置实施例一

参见图6，该图为本发明提供的一种信号处理装置实施例一的结构框图。

本实施例提供的信号处理装置包括：获取单元101、筛选单元102、提取单元103、混频单元104和采样单元105。

其中，所述获取单元101分别与所述筛选单元102和所述提取单元103连接，所述筛选单元102与所述采样单元105连接，所述提取单元103与所述混频单元104连接，所述混频单元104与所述采样单元105连接。

所述获取单元101，用于获取产生事件对应的脉冲信号，并将所述脉冲信号分为至少两路。

所述筛选单元102，用于从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号。

所述提取单元103，用于分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号。

所述混频单元104，用于将提取的信号与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内。

所述采样单元105，用于分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样。

本发明不对所述信号处理装置包括的各个单元在硬件上的实现进行限定，本领域技术人员可以自行设计。在其中一种可能实现的方式中，参见图7，在该图中，所述获取单元101包括信号获取单元1011和功分器1012，所谓功分器(Power Divider)全称功率分配器，是一种将一路输入信号分为两路或两路以上的信号的器件，在本实施中，所述功分器1012将所述产生事件对应的脉冲信号由一路分为至少两路。所述筛选单元102为低通滤波器，所谓低通滤波器是指允许低于截止频率的信号通过，而高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。在本实施中，所述低通滤波器的截止频率为所述目标频率范围的最高值。由于所述脉冲信号的最低频率通常为直流频率，即为0，其与所述目标频率范围的最低值以及所述低通滤波器所允许通过的信号的最低频率是相同的。所述提取单元103为带通滤波器，所谓带通滤波器是一个只允许特定频率区间的信号通过的电子滤波装置，在本实施例中，所述特定频率区间为所述预设频率区段。所述带通滤波器的数量与所述脉冲信号的路数相关，具体的为所述脉冲信号的路数减一。所述混频单元104为下变频器，所谓下变频器是指混频后的信号比原始信号频率低的装置，在本实施中，原频率高于所述目标频率范围内的信号，在混频后其频率变为在所述目标频率范围内，实现了降频的目的。所述采样单元105为ADC。

本实施例通过将产生事件对应的脉冲信号分为至少两路，从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号，分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号，并将提取的信号与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频。由于筛选出的信号和所述混频后的信号均在所述目标频率范围内，也就是在ADC的频率范围内，因此利用ADC对这两种信号的采样不会出现失真的情况，提高了利用信号进行数据分析的准确性。

装置实施例二

参见图7，该图为本发明提供的一种信号处理装置实施例二的结构框图。

在装置实施例一的基础上，本实施例提供的信号处理装置还包括：第一变换单元106、恢复单元107、第二变换单元108和合成单元109；

所述采样单元105分别与所述第一变换单元106和所述第二变换单元108连接，所述第一变换单元106与所述恢复单元107连接，所述恢复单元107与所述合成单元109连接，所述第二变换单元108与所述合成单元109连接；

所述第一变换单元106，用于分别将混频得到的各个信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

所述恢复单元107，用于根据所述采样信号对应的混频信号的频率将所述频域数据恢复为混频之前对应的频域数据；

所述第二变换单元108，用于将筛选得到的信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

所述合成单元109，用于合成所有频域数据，并将合成后的频域数据变为时域数据。

本实施例通过将筛选和混频得到的信号对应的采样信号进行合成，以便实现利用合成后的信号进行分析和计算的目的。

装置实施例三

参见图8，该图为本发明提供的一种信号处理装置实施例三的结构框图。

在本实施例中，所述采样单元105包括n组采样子单元1051，所述n与所述获取单元101对所述脉冲信号分开的路数相同，每组采样子单元1051均包括预设数量个采样子单元，所述预设数量大于或等于两个。

在所述装置实施例一或所述装置实施例二的基础上，所述信号处理装置还包括：时钟信号产生单元110、n个移相单元111、时间标定单元112和叠加单元113，所述时钟信号产生单元110分别与所述n个移相单元111连接，每个移相单元111分别与对应的一组采样子单元中的各个采样子单元1051连接，所述采样子单元1051与所述时间标定单元112连接，所述时间标定单元112与所述叠加单元113连接；

所述时钟信号产生单元110，用于产生采样时钟信号；

所述移相单元111，用于将所述采样时钟信号移相后分别输入该移相单元对应的各个采样子单元中；

所述采样子单元1051，用于利用所述采样时钟信号对输入至所述采样子单元的信号进行采样；

所述时间标定单元112，用于对各个采样子单元采样得到的数据进行时间标定；

所述叠加单元113，用于以组为单位对每组采样得到的数据按照数据产生时间的先后顺序进行排序。

本实施例中，每组采样通道均包括预设数量的采样通道，所述预设数量大于或等于两个。通过对输入至各个采样通道的采样时钟信号进行移相，使得一组中每个采样通道的对应的各个采样时钟信号的相位不同，也就是说，原本一个采样时钟信号一个周期只有一个采样点，通过移相，一个周期内可以有多个采样点，提高了采样率。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取产生事件对应的脉冲信号，并将所述脉冲信号分为至少两路；

从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号；

分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号，并与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内；

分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样；

将所述其余路脉冲信号中的任意一路脉冲信号称为第一路脉冲信号，所述第一路脉冲信号的带宽，等于所述目标频率范围对应的带宽，所述第一路脉冲信号对应的混频信号的频率为L0；

提取第一路脉冲信号对应的预设频率区段的信号，并与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，包括：

所述L0为第一路脉冲信号对应的预设频率区段的最大频率，根据公式IF＝L0-f0对所述第一路 脉冲信号进行混频，f0为所述第一路脉冲信号的频率，IF为混频后的信号频率；或者，

所述L0为第一路脉冲信号对应的预设频率区段的最小频率，根据公式IF＝f0-L0对所述第一路 脉冲信号进行混频，f0为所述第一路脉冲信号的频率，IF为混频后的信号频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

分别将混频得到的各个信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据，并根据所述采样信号对应的混频信号的频率将所述频域数据恢复为混频之前对应的频域数据；

将筛选得到的信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

合成所有频域数据，将合成后的频域数据变为时域数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样包括：

对每路所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号均分别进入各自对应的一组采样通道，所述一组采样通道中包括预设数量的采样通道，所述预设数量大于或等于两个；

向每组采样通道输入相同的采样时钟信号；

将输入至各组采样通道的采样时钟信号移相后分别输入至该组对应的各个采样通道中，以使该组每个采样通道对应的各个采样时钟信号的相位不同；

利用所述各个采样通道对应的采样时钟信号对输入至该采样通道的信号进行采样；

对各个采样通道采样得到的数据进行时间标定；

以组为单位对每组采样得到的数据按照数据产生时间的先后顺序进行排序。

4.一种信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元、筛选单元、提取单元、混频单元和采样单元，其中，所述获取单元分别与所述筛选单元和所述提取单元连接，所述筛选单元与所述采样单元连接，所述提取单元与所述混频单元连接，所述混频单元与所述采样单元连接；

所述获取单元，用于获取产生事件对应的脉冲信号，并将所述脉冲信号分为至少两路；

所述筛选单元，用于从其中一路脉冲信号中筛选出目标频率范围的信号；

所述提取单元，用于分别对其余路的脉冲信号提取该路对应的预设频率区段的信号；

所述混频单元，用于将提取的信号与所述预设频率区段对应的混频信号进行混频，其中，混频后信号的频率在所述目标频率范围之内；

所述采样单元，用于分别对所述筛选得到的信号和所述混频得到的信号进行采样；

将所述其余路脉冲信号中的任意一路脉冲信号称为第一路脉冲信号，所述第一路脉冲信号的带宽，等于所述目标频率范围对应的带宽，所述第一路脉冲信号对应的混频信号的频率为L0；

所述混频单元，具体用于：

所述L0为第一路脉冲信号对应的预设频率区段的最大频率，根据公式IF＝L0-f0对所述第一路 脉冲信号进行混频，f0为所述第一路脉冲信号的频率，IF为混频后的信号频率；或者，

所述L0为第一路脉冲信号对应的预设频率区段的最小频率，根据公式IF＝f0-L0对所述第一路 脉冲信号进行混频，f0为所述第一路脉冲信号的频率，IF为混频后的信号频率。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括信号获取单元和功分器，所述信号获取单元和所述功分器连接；

所述信号获取单元，用于获取产生事件对应的脉冲信号；

所述功分器，用于将所述脉冲信号分为至少两路。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述筛选单元包括低通滤波器。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述提取单元包括带通滤波器。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述混频单元包括下变频器。

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一变换单元、恢复单元、第二变换单元和合成单元；

所述采样单元分别与所述第一变换单元和所述第二变换单元连接，所述第一变换单元与所述恢复单元连接，所述恢复单元与所述合成单元连接，所述第二变换单元与所述合成单元连接；

所述第一变换单元，用于分别将混频得到的各个信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

所述恢复单元，用于根据所述采样信号对应的混频信号的频率将所述频域数据恢复为混频之前对应的频域数据；

所述第二变换单元，用于将筛选得到的信号对应的采样信号的时域数据变为频域数据；

所述合成单元，用于合成所有频域数据，并将合成后的频域数据变为时域数据。

10.根据权利要求4或9所述的装置，其特征在于，所述采样单元包括n组采样子单元，所述n与所述获取单元对所述脉冲信号分开的路数相同，每组采样子单元均包括预设数量个采样子单元，所述预设数量大于或等于两个；

所述装置还包括时钟信号产生单元、n个移相单元、时间标定单元和叠加单元，所述时钟信号产生单元分别与所述n个移相单元连接，每个移相单元分别与对应的一组采样子单元中的各个采样子单元连接，所述采样子单元与所述时间标定单元连接，所述时间标定单元与所述叠加单元连接；

所述时钟信号产生单元，用于产生采样时钟信号；

所述移相单元，用于将所述采样时钟信号移相后分别输入该移相单元对应的各个采样子单元中；

所述采样子单元，用于利用所述采样时钟信号对输入至所述采样子单元的信号进行采样；

所述时间标定单元，用于对各个采样子单元采样得到的数据进行时间标定；

所述叠加单元，用于以组为单位对每组采样得到的数据按照数据产生的时间先后顺序进行排序。

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