CN107534623A - 从输入比特流数据中恢复独立波形 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的一个方面的示例设备包括非线性补偿器、插值器、解复用器以及解调器。非线性补偿器对输入比特流数据的非线性进行校正，以获得线性化比特流数据。插值器对线性化比特流数据的非恒定采样率进行转换，以获得恒定采样率比特流数据。解复用器将恒定采样率比特流数据解复用为第一波形和第二波形。解调器对第一波形和第二波形进行解调。

Description

从输入比特流数据中恢复独立波形
背景技术
高速喷墨打印机可以通过使用带有加热器元件的干燥器来提高打印质量和产品产量。然而，如果提供给打印机的电力(例如，作为交流(AC)电源电压)是不可靠的和/或骤降的，则加热器电流与电路电阻的相互作用可能会导致这种打印机的直流(DC)电源掉电的风险。
附图说明
图1是根据示例的包括插值器的设备的框图。
图2是根据示例的包括插值器的设备的框图。
图3是根据示例的包括插值后的恒定采样率数据的波形图。
图4是根据示例的基于获得第一波形和第二波形的流程图。
图5是根据示例的基于获得输入比特流数据的多个沿之间的时间间隔的流程图。
图6是根据示例的基于插值恒定采样率(CSR)数据的流程图。
图7是根据示例的基于插值固定采样率数据(CSR)的流程图。
图8是根据示例的包括非线性补偿器引擎、插值器引擎、解复用器引擎和解调器引擎的系统的框图。
图9是根据示例的包括非线性补偿器指令、插值器指令、解复用器指令和解调器指令的系统的框图。
具体实施方式
本文所描述的示例使得能够在产品中使用AC电力监视，以解决例如由AC电源电压的变化而引起的意外掉电。可以对从设备的电力监视器中获得的单频调制(FM)的比特流进行分析，以快速有效地识别AC电源电压和产品电流的波形。数字信号处理可被用于从输入比特流数据中精确地恢复电压和电流的波形，其中所述输入比特流数据从电力监视器中获得。在示例中，用以生成输入比特流数据的电力监视器可以基于用于表示AC电源电压和电流的、具有不同DC偏移(电压偏移和电流偏移)的缩放波形。在替代示例中，例如可以针对AC电源电压的附加方面和/或包括在将被提供的输入比特流数据中的其他信息来使用附加波形。这些波形通过基于555定时器的调制器被交替采样，并被转换为调制器的定时电容器上的电压，该电压在明显不同的载波频率之间交替且被转换为单个数字波形。数字二次分频硬件将该非对称的数字波形转换为对称的数字信号。最后，使用电隔离将该信号转换为输入比特流数据，该输入比特流数据可以通过下面描述的示例被分析并且被用作输入。
为了解决与接收包含有将被分析的多种不同形式的信息的输入比特流数据有关的这类问题，本文所描述的示例可以对输入比特流数据的非线性进行校正，以获得线性化比特流数据，对线性化比特流数据的非恒定采样率进行转换，以获得恒定采样率比特流数据，将恒定采样率比特流数据解复用为第一波形和第二波形，并对第一波形和第二波形进行解调。以这种方式，本文所描述的示例可以快速有效地对被包含在接收到的输入比特流数据中的数据进行分析，以使得打印设备能够分析并响应输入比特流数据的变化而不会引入过多的延迟。例如，打印设备可以对AC电源电力的变化做出反应，以避免损坏打印设备。
图1是根据示例的包括插值器120的设备100的框图。设备100还包括非线性补偿器110、解复用器130和解调器140。设备100在非线性补偿器110处接收输入比特流数据102(该输入比特流数据102可以从其数据将被分析的电流/电压监视器或其他监视设备中接收)，非线性补偿器110将线性化比特流数据112提供给插值器120，插值器120将恒定采样率比特流数据122提供给解复用器130，解复用器130将第一波形132和第二波形134提供给解调器140，解调器140提供解调后第一波形142和解调后第二波形144。
设备100可以被实现为例如打印设备的控制器中的电路，用以对比特流转换器的非线性进行校正，将非恒定采样率FM数据转换为恒定采样率波形，识别单个比特流数据并将其分解成电压和电流的波形，并且对FM数据进行解调，此外还带来了输入比特流数据102的低延迟和有效分析等其他益处。设备100还可以以诸如可由处理器执行的机器可读指令(例如，固件)等其他形式来实现，所述处理器可执行数字信号处理(DSP)，用以将接收到的输入比特流数据转换为打印机的电力监视硬件的FM输出。
通过对硬件的非线性进行补偿，设备100可以产生极为线性化的结果。示例的插值器120可以通过计算三阶方程的系数并且使用该系数快速有效地执行三次样条插值来使信息延迟最小化，以在采样到的频率-时间值的多个对之间的时间间隔中创建恒定采样率频率值。设备100可以采用具有低复杂性的技术来实现快速可靠的操作。可进一步独立地对设备100的输出、解调后第一波形142和解调后第二波形144进行分析以评估AC电源电力的状态，并且以其他方式指示打印机对AC电源电力的状况作出响应。因此，示例的设备100可以使得打印设备或其他设备能够快速有效地从输入比特流数据102中检索信息，并对该数据中的变化作出反应而不会引入过多的延迟。
图2是根据示例的包括插值器220的设备200的框图。设备200在计数器204处接收来自例如电流/电压监视器的输入比特流数据202，该电流/电压监视器基于对用于为打印设备供电的AC电源电力进行监视来提供输入比特流数据202。计数器204的输出通过非线性补偿器210被修正并被传递给频率转换器214。频率转换器214的输出被传递给插值器220，随后被传递给解复用器230和解调器240，解调器240输出解调后第一波形242和解调后第二波形244。
作为介绍，对输入比特流数据202进行处理以产生解调后第一波形242和解调后第二波形244可以涉及各种组件。通常，计数器204可以是数字计数器，用以识别输入比特流数据202的多个沿之间的时间间隔。例如，计数器204可以对从上升沿到上升沿或者从下降沿到下降沿的时间间隔进行识别。基于识别出的间隔，计数器204可以指示例如分解器(被象征性地表示为箭头，该箭头从计数器204引导至与CH-1和CH-2相关联的两个点)将输入比特流数据202分解为交替的样本CH-1和CH-2。接着，非线性补偿器210从CH-1与CH-2的时间间隔中减去非线性补偿值，以对被用于生成输入比特流数据202的硬件中的非线性进行校正。例如，非线性可以与调制器(未示出)中的555定时器的定时电容器的放电时间Td相对应，该调制器被用以初始地生成输入比特流数据202，而该输入比特流数据202被接收为对设备200的输入。随后，由频率转换器214对数据进行处理，以将补偿后的时间间隔值转换为频率样本。例如，变频器214可以取得由非线性补偿器210处理后的补偿值的数学倒数。设备200还可以使用由频率转换器214获得的时间间隔值来计算每个频率样本的有效时间。由于频率调制，从输入比特流数据202中获得的每个频率样本之间的间隔不是恒定的。
随后，数据行进到插值器220，该插值器220对四个数据点应用移动三阶拟合并执行三次样条插值。例如，可以使用四个频率样本以及它们对应的时间值来计算三阶方程的系数。随后，系数可被用于三次样条插值，以在四个频率样本的第二个与第三个之间的时间间隔中创建恒定采样率频率值。接着，解调器240计算CH-1和CH-2的平均频率值。设备200可以使用由解调器240计算出的平均频率值来识别CH-1和CH-2中的哪一个与电压数据或电流数据相对应。该信息可以由解复用器230使用，用以将来自CH-1和CH-2的数据适当引导至电压和电流的输出端。此外，还可以由解调器240从通过解复用器230输出的频率值中的每个中减去由解调器240识别出的平均频率，从而对信号进行解调以生成解调后第一波形242和解调后第二波形244。
作为进一步的说明，由设备200接收到的输入比特流数据202可以是包括多个FM信号(示出了两个信号，并且在替代示例中，可以包括附加信号和相应数量的附加信道)的交织后比特流。沿到沿定时器计数器204可以对输入比特流数据202的上升沿到上升沿或下降沿到下降沿进行识别。因此，交替的沿到沿部分例如通过使用分解器被发送到它们对应的CH-1或CH2分支。例如，第一沿到沿时间可以与CH-1相关，并且下一个沿到沿时间可以与CH-2相关，并且数据相应地在信道之间来回交替。在设备200中处于这些早期阶段的数据被称为CH-1和CH-2，因为在处理过程中的这一阶段，设备200还没有识别出哪个信道与电压或电流相对应(这在稍后将通过解调器240计算平均频率而发生)。CH-1和CH-2数据被分别标记为Tdelta(N)和Tdelta(N+1)，表明该数据为数字域中的定时计数数字的形式，并表示针对CH-1和CH-2数据的样本以多个时钟脉冲的沿到沿来表达的沿到沿时间。例如，Tdelta(N)可以实现给定的沿到沿计数20,000，Tdelta(N+1)可以实现给定的沿到沿计数30,000或者信道根据针对给定的输入比特流数据202的频率调制而恰好包含的相应计数值。
然后，非线性补偿器210从CH-1数据和CH-2数据中减去表示上述放电时间的偏移量(Td)，以实现针对CH-1和CH-2数据的非线性补偿。该减法在图2中由加法元件示出，该加法元件具有被分配给将要减去的输入的负号。该减法可以使用硬件(例如，使用计数器)和/或使用固件/软件来执行(例如，使用控制器来执行该减法)。
前进到插值器220，第一块(标记为对四个点的移动三阶拟合)接收可能为不均匀间隔(即，根据每个FM调制的非恒定采样率而在不同的时间间隔处发生)的数据样本。累积四个数据点，并且移动三阶拟合块解答针对这些数据点的三阶方程，以将该三阶方程拟合到上述的四个数据点。随后，第二块(标记为三次样条插值)可以使用三阶方程在四个累积数据点的中间两个之间进行插值，以插值成新的恒定采样率。可以使用包括三次样条插值的变形在内的其他形式的插值(例如，零填充插值)，以实现对中间两个样本的良好曲线拟合(例如，通过使用由先前(第一个)样本和相对于第二个和第三个样本的随后(第四个)样本提供的附加/趋势样本信息)。因此，使用四个数据样本来拟合三个间隔中(四个数据点之间)的一个间隔，并根据保守三次样条插值来提供高线性度和低失真度。因此，示例避免了扭曲样本位置或引起定时抖动，这可能会导致在插值后波形的快速傅里叶变换(FFT)中可见的噪声增加。此外，本示例避免了对广泛(例如，二阶低通)滤波的需求，从而避免引入额外的延迟和波动。延迟对于需要快速决策的应用(例如对于打印设备评估AC电源电压崩溃并防止损坏打印设备)尤其不利。与常规的插值方法相比，根据三次样条插值的上述示例插值方法可以根据其FFT中缺乏高次谐波失真和本底噪声而与常规插值区分开来。由示例设备200提供的额外益处是避免了针对非恒定采样率数据而保留专用时基的需求。随着累积较新的数据样本，可以丢弃较旧的数据样本，并且可以无限次地重复该方法，以便基于插值后数据将波形拼接在一起。插值器220以针对CH-1和CH-2的恒定采样率的形式来提供输出。
解调器240包括：第一块，计算信道的平均频率；以及第二块，从解复用器230的输出中减去所对应计算出的平均频率。因此，解调器240计算CH-1和CH-2的平均频率，该平均频率可被用于识别CH-1和CH-2的电压偏移。最初作为输入源数据202而接收的数据包括处于不同平均频率下的交替数据流。因此，解调器240可以识别给定信道(即，CH-1或CH-2)是否对应于例如电压信息或电流信息(基于将何种类型的信息存储交织在输入源数据202中)。解调器240可以基于使用来自信道的数据的间隔来计算平均频率。例如，解调器240可以采样相当于八秒的数据，取该八秒数据的运行平均值，并将平均值分配为该信道的平均频率。CH-1和CH-2可以具有不同的平均频率。
解复用器230可以使用来自解调器240的识别信息(给定信道的平均频率是否对应于电压或电流)来适当地进行切换，用以将电压数据和电流数据分配给它们对应的解复用器的输出端。在示例中，解复用器230可以是硬件继电器，或者可以由控制器在软件/固件中执行。来自解复用器230的输出由解调器240通过从解复用器230中减去先前计算出的与其信道输出相对应的平均频率来进行解调。因此，平均频率使得设备200能够识别哪条信道对应于电压或电流，并且还使得设备200能够通过减去载波频率来对输出数据进行解调。
图3是根据示例的包括插值后恒定采样率数据356的波形图。波形还包括FM调制器斩波后输入波形350、转换器电容器波形352、FM调制器输出354、比特流波形302(其也用作上述的输入比特流数据)、以及插值后恒定采样率(CSR)数据356。
FM调制器斩波后输入波形350是在调制器(未示出)处接收到的交织后信号的示例，并由调制器使用，用以生成将通过本文所描述的示例设备被插值的输入比特流数据。FM调制器斩波后输入波形350包括电压监视器和电流监视器的交织后输出，示出了两个不同信号如何相对于彼此而具有不同的DC偏移(其可被用于例如通过图2的解调器240来识别哪些数据对应于电压或电流)。FM调制器斩波后输入波形350被用于生成转换器电容器波形352。
转换器电容器波形352是由调制器的内部定时电容器(未示出)生成的信号。示出的电容器电压在两个固定电压(如图所示为1.67V和3.33V)之间转变。正向电压时间间隔与上述关于FM调制器斩波后输入波形350的来自电压监视器或电流监视器的输入电压成正比。然而，电容器的负向电压时间间隔(放电时间Td)是与电压或电流无关的常量。因此，Td会在转换过程中引入非线性。电容器可以与555定时器相关联，该定时器在生成比特流波形302(即，将要被解复用的输入比特流数据)的过程中根据FM调制器斩波后输入波形350被设置和复位。由调制器使用转换器电容器波形352来生成FM调制器输出354。
FM调制器输出354与被用于生成输入比特流数据的FM调制器的输出相对应。在每个电压或电流间隔期间，调制器会产生两个完整的周期。由于短逻辑低时间间隔(Td)，使得该波形不适于直接对被用于电隔离的相对较慢的光耦合器进行驱动。因此，为了生成用于光耦合器的驱动，FM调制器输出354的信号由二次分频块(未示出)处理以生成对称的比特流驱动波形，结果获得可用作输入比特流数据的比特流波形302。
比特流波形302是由调制器生成并通过电隔离传递的比特流波形。波形的相邻上升沿之间的时间间隔中的每一个由离散间隔测量结果(Tdelta(1)、Tdelta(2)等)组成。第一个检测到的上升沿被认为对于非恒定采样时基(TIMEBASE-1)为零时间。每个样本发生的有效时间是从相对于该零时间的离散间隔测量结果中计算出的。样本Tsamp1(1)发生在(Tdelta(1)+Td)/2。样本Tsamp1(2)发生在Tdelta(1)+(Tdelta(2)+Td)/2。样本Tsamp1(N)发生在sum[Tdelta(1至N-1)]+(Tdelta(N)+Td)/2。
在执行计算时可以使用偏移时基(TIMEBASE-2)。TIMEBASE-2引用与TIMEBASE-1相同的时间偏移(TimeOffset)。然而，有效采样时间根据因子Td/2而在两个时基之间的时间中偏移。样本Tsamp(1)发生在Tdelta(1)/2。样本Tsamp(2)发生在Tdelta(1)+Tdelta(2)/2。样本Tsamp(N)发生在sum[Tdelta(1至N-1)]+Tdelta(N)/2。样本在奇数样本(CH-1)和偶数样本(CH-2)之间交替。
作为进一步的说明，比特流波形302中的样本被沿到沿地测量，从而也自动地创建了时基。示出了八个样本，并且可以在累积了四个样本(考虑到使用基于四个数据点的插值)时进行插值。如上所述，可以使用三次样条插值将非恒定采样率数据转换成恒定采样率波形。因为这种方法针对每个信道使用四个非恒定率样本来进行操作，所以它可以在累积至少四个样本时开始。针对CH-1，这对应于样本1、3、5和7，针对CH-2，这对应于样本2、4、6和8。此外，插值后样本在针对CH-1和CH-2的插值后时基中的相同时间上发生。因为插值发生在一组四个样本的中间两个样本(例如3和5或4和6)之间，所以这意味着公共插值后时基可以开始于样本4。
返回参考图3，插值后恒定采样率数据356示出了插值后恒定采样率的多个样本，如在FM调制器输出354上叠加的脉冲所示。插值后恒定采样率数据356的脉冲序列开始与比特流波形302的非恒定速率的样本4重合，并且在脉冲之间以恒定采样率时间间隔Tcsr行进。每个脉冲与非恒定率样本的来源相关联，以创建插值后样本。例如，第一个CH-1插值后脉冲从样本3开始，并且针对插值后样本1而被指定为3.1。同样地，第一个CH-2插值点从样本4开始，并且针对插值后样本1而被指定为4.1。第一个数字是用于生成插值点的开始样本，并且第二个数字是插值。
在插值后恒定采样率数据356中的脉冲之下还示出时基(TIMEBASE-3)，其对恒定采样率的多个样本进行计数。TIMEBASE-3示出了可被用于方便地对时序进行识别的样本之间的恒定时间间隔，使得不需要维持连续的时基(例如，如果时基不是恒定速率)。为了消除对两个连续的恒定采样率时基的需求，为每个信道定义参考点。参考点xx1ref是针对CH-1而定义的，参考点xx2ref针对CH-2而定义的。这些时间参考被初始定义在第四个非恒定样本(在比特流波形302的Fsamp(4)中的被表示为Tdelta(4)/2的点)。针对下一组的参考是在每个信道中的第二组插值后样本的开始处的第一个采样时间。针对CH-1，这对应于插值后样本5.1，针对CH-2，这对应于样本6.1。对于使用非恒定样本3、5、7和9的CH-1样本集，从所有四个样本的有效时间值中减去插值后样本5.1的时间。这消除了维持连续时基的需求。
参考图4-7，根据本公开的各种示例示出了流程图。流程图表示可以与参考前面的附图所讨论的各种系统和设备结合而利用的处理。虽然以特定的顺序示出，但是本公开并不旨在被如此限制。因此，明确预期了各种处理可以以与所示不同的顺序发生和/或与其他处理同时地发生。
图4是基于根据示例获得第一波形和第二波形的流程图400。在块410，沿到沿计数器识别输入比特流数据的第一信道和第二信道。例如，沿到沿计数器可以在上升沿到上升沿之间或在下降沿与下降沿之间进行计数(取决于所使用的逻辑约定)。在块420，非线性补偿器对输入比特流数据的非线性进行校正，以获得线性化比特流数据。例如，非线性补偿器可以从样本数据中减去补偿值，以对与555定时器的定时电容器相对应的放电时间进行校正。在块430，插值器对线性化比特流数据的非恒定采样率进行转换，以获得恒定采样率比特流数据。例如，可以使用四个频率样本以及它们对应的时间值，以根据对四个点的三阶拟合来计算三阶方程的系数。随后，该系数可被用于三次样条插值，以在四个频率样本的第二个与第三个之间的时间间隔中创建恒定采样率频率值。在块440，解复用器将恒定采样率比特流数据解复用为第一波形和第二波形。例如，解复用器可以基于哪个信道对应于哪个波形，来将数据的第一信道和第二信道从插值器引导至第一波形和第二波形的形式下的输出端。在块450，解调器对第一波形和第二波形进行解调。例如，解调器可以识别第一/第二信道/波形的平均频率值，并且从进行波形解调的第一/第二信道/波形中减去那些值。识别出的平均频率值也可以由插值器使用，用以识别解复用器将要把数据引导至哪个输出信道。
图5是基于根据示例获得输入比特流数据的多个沿之间的时间间隔的流程图500。例如，该信息可被用于识别交织后输入比特流数据的哪些部分对应于第一信道/波形以及哪些部分对应于第二信道/波形。可以基于在输入比特流数据中沿到沿地交织了多少数据来扩展这些示例技术，以相应地应用于两个以上的波形。定时器和其他的数值可以由应用专用集成电路(ASIC)、数字计数器或其他适当的计数器(包括硬件、软件和/或固件方法)中的机械编码块来实现，用以测量输入比特流数据的多个沿之间的时间间隔。虽然图5中的沿被称为上升沿，但是示例可以基于对上升沿到上升沿或下降沿到下降沿进行识别(取决于在给定示例中使用的逻辑约定)。
流程图500开始于块510，开启电源。在块520，计数器将其计数初始化为零，并且还清除通信标志，该通信标志指示可用于其他任务的处理的新的时间间隔。在块530中，当定时器计数为零时，执行用于检测比特流中的第一个上升沿的检查(并且在替代示例中，可以依据所使用的逻辑约定，对下降沿进行检查)。如果未发现沿，则流程循环回到块520。当发现沿时，流程从块530前进到块540，并且计数器继续增加其计数。在块550，系统检查其是否已检测到下一个沿。如果未检测到，则流程循环回到块540。当发现下一个沿时，流程从块550前进到块560。在块560，定时器数值被发布为新的时间间隔，定时器的计数被清除，新的数据标志(NEW DATA FLAG)被设置(为1)，并且流程循环回到块540以增加定时器的计数。随后，重复执行块540-560的循环，以对用于输入比特流数据的定时器计数信息进行累积。
图6是根据示例的对恒定采样率(CSR)数据进行插值的流程图600。流程图600开始于块602，将数字信号处理初始化，以对数据进行插值。在块604中，定义常量，常量包括恒定采样率时间间隔(Tcsr)、放电时间(Td)，将变量N设置为1，并且将TimeOffset设置为0。在块606中，该处理基于新数据标志是否从0更新到1(例如，根据图5的块560)，来等待新的时间间隔数据被发布。如果没有新数据，则流程重复地循环回到块606。在检测到新数据时，流程前进到块608，其中该处理保存第一时间间隔值并且将新的数据标志清除(通过将其设置为0)。此时，数据已保存为值N＝1，即保存为Tdelta(l)。在块610中，该处理再次检查是否已通过循环其自身而接收到新数据，直到新的数据标志被设置为1(对应于在Tdelta(1)之后接收到下一个值)。随后，流程前进到块612，其中该处理将N增加，保存第二时间间隔值，并且将新的数据标志清除(通过将其设置为0)。此时，数据也保存为值N＝2，即保存为Tdelta(2)。在块614中，该处理检查N是否已被增加到8，如果未增加到8，则流程循环回到块610。换言之，该处理一直持续到前八个时间间隔值被保存。一旦获取了前八个时间间隔样本，则流程从块614前行到块620。在块620和622中，该处理计算补偿Td时间后的有效采样时间和频率。在块624和626中，该处理将恒定采样率(CSR)数据的参考时间定义在Tsamp(4)，并将CSR时基的多个点(xxl ref和xx2ref)设置为初始参考时间。在块628-640中，该处理根据前四个奇数编号的时间样本对(块628)和前四个奇数编号的频率样本对(块630)，来计算CH-1三次样条系数(块640)。在块642中，该处理随后创建恒定采样率(CSR)时基，并使用三次样条系数来对块643-646中的频率值进行插值。随后，在块647-656中，除了使用前四个偶数编号的时间对(块647)和前四个偶数编号的频率对(块648)之外，该处理重复执行，以针对CH-2生成插值后频率数据(块656)。这样就完成了图6所阐述的初始化过程，并且流程可以前进到块660，以开始下面参考图7进一步详细阐述的该处理的主循环。
图7是基于根据示例对恒定采样率数据(CSR)进行插值的流程图700。流程图700示出示例主计算循环，开始于块702处。在块704-710，该处理等待接下来的两个时间间隔被发布，如果在块704处发布了新的定时器值，则块706将数据保存为Tdelta(9)。这里，N被给予了数值9，表示跟随来自图6的块614的N＝8之后的下一个值。流程前进到块708，并且如果在块708处发布了新的定时器值，则块710随后将数据保存为Tdelta(10)。这里，N被给予了数值10，表示跟随块706的N＝9之后的下一个值。该处理现在具有总共十个样本，对图6的Tdelta(1)至Tdelta(8)和图7的Tdelta(9)和Tdelta(10)进行计数。在下面的块712和714中，该处理针对与N＝9和N＝10相对应的两个新的时间间隔样本来计算有效采样时间(Tsamp(N))和补偿后的频率(Fsamp(N))。在块716中，该处理消除了通过将样本偏移前两个时间间隔的总和来跟踪连续时基的需求。块716还将最近的八个样本(样本3-10，在块716中被称为3:10)重新映射到前八个样本(样本1：8)中。随后，该处理在块720-752中前进，以对这些前八个样本进行操作，与如以上参考图6的块628-656所阐述的初始化处理如何生成被附加到先前数据上的CH-1和CH-2插值后频率数据相类似。在块752完成时，图7的处理循环回到块704以重复执行主循环处理。
总之，图5-7的流程图500、600和700中的处理使得能够采用三次样条插值来进行非恒定率样本的采集和恒定率样本的插值。一旦发布了大量的插值后样本，例如，为了形成解调后第一波形和解调后第二波形，可以使用其他技术来对输出波形进行操作，以识别例如从用于打印设备的AC电源上的电压/电流监视器中获得的输入比特流数据中的任何问题。可以使用这样的附加技术来识别CH-1和CH-2数据的平均频率值。由于电压和电流波形最初在明显不同的载波频率上进行调制，所以可以从信道的平均载波值中直接识别出针对信道是否对应于电压或电流的判定。此外，如此针对CH-1和CH-2计算出平均频率值使得能够通过从调制后的数据信道中减去平均频率值来解调数据，如上面参考图2而进一步详细阐述的那样。
这里描述的流程图可以在代码中实现，例如在中实现的一组脚本和功能，该一组脚本和功能用作开发用于在诸如打印设备等计算系统的处理器中运行所描述的处理的代码的基础。这样的处理可以在输入数据的单个块或输入数据的连续流(即，具有非恒定采样率并且由上述示例设备接收到的输入比特流数据)上操作。这样的数据可以包括实际电压和电流的时间间隔数据，并被交织到单个比特流中。
图8是根据示例的包括非线性补偿器引擎810、插值器引擎820、解复用器引擎830和解调器引擎840的系统800的框图。系统800在非线性补偿引擎810处接收输入比特流数据802，非线性补偿引擎810将线性化比特流数据812提供给插值器引擎820，插值器引擎820将恒定采样率比特流数据822提供给解复用器引擎830，解复用器引擎830将第一波形832和第二波形834提供给解调器引擎840，解调器引擎840提供解调后第一波形842和解调后第二波形844，例如，可以通过引擎来执行功能，如以上关于图2的设备200所描述的那样。
如本文所描述的术语“引擎”可以包括用于实现与所公开的示例一致的功能的电子电路。例如，引擎810、820、830和840表示硬件设备(例如，处理器和/或存储器)和用以实现与所公开的实现相一致的功能的编程这两者的组合，诸如图1的设备。在示例中，用于引擎的编程可以是存储在非暂时性机器可读存储介质上的处理器可执行指令，并且用于引擎的硬件可以包括执行那些指令的处理资源。诸如系统800等示例系统(例如，计算设备)可以包括和/或接收用于存储计算机可读指令集的有形的非暂时性计算机可读介质。如本文所使用的，处理器/处理资源可以包括一个或多个处理器(诸如在并行处理系统中)，以执行处理器可执行指令。存储器可以包括可由处理器寻址以执行计算机可读指令的存储器。计算机可读介质可以包括易失性和/或非易失性存储器，诸如随机存取存储器(“RAM”)、诸如硬盘、软盘和/或磁带存储器等磁存储器、固态驱动器(“SSD”)、闪存、相变存储器等。
图9是根据示例的包括非线性补偿器指令910、插值器指令920、解复用器指令930和解调器指令940的系统900的框图。指令910-940存储在计算机可读介质904上，该计算机可读介质904与用以执行指令910-940以完成本文所述的功能的处理器902相关联。系统900在非线性补偿器指令910处接收输入比特流数据902，非线性补偿器指令910将线性化比特流数据912提供给插值器指令920，插值器指令920将恒定采样率比特流数据822提供给解复用器指令930，解复用器指令930将第一波形932和第二波形934提供给解调器指令940，解调器指令940提供解调后第一波形942和解调后第二波形944。例如，可以通过引擎来执行功能，如以上关于图2的设备200所描述的那样。
在一些示例中，当通过处理器902执行指令910-940时所完成的操作可以对应于引擎810-840(和/或图1所示的设备100)的功能。在图9中，当通过处理器902执行指令910时所完成的操作可以对应于非线性补偿器引擎810的功能(图8)。类似地，当通过处理器902执行指令920-940时所完成的操作可以分别对应于引擎820-840的功能(图8)。
如上文关于图8所阐述的，引擎810-840可以包括硬件和编程的组合。这些组件可以以多种方式实现。例如，编程可以是存储在有形的、非暂时性的计算机可读介质904上的处理器可执行指令，并且硬件可以包括用于执行那些指令910-940的处理器902。处理器902例如可以包括一个或多个处理器。这些多个处理器可以集成在单个设备中或分布在多个设备中。计算机可读介质904可以存储程序指令，当由处理器902执行时，实现图8的系统800。介质904可以集成在与处理器902相同的设备中，或者它可以是单独的并且是该设备和处理器902可访问的。
在一些示例中，程序指令可以是安装包的一部分，当安装包被安装时可以由处理器902执行以实现系统900。在这种情况下，介质904可以是诸如CD、DVD、闪存驱动器等便携式介质，或者可以是由从其中下载并安装安装包的服务器所维持的存储器。在另一示例中，程序指令可以是已安装的一个应用程序或多个应用程序的一部分。这里，介质904可以包括诸如硬盘驱动器、固态驱动器等集成存储器。而在图9中，介质904包括指令910-940，一个或多个指令可以从介质904中被远程定位。
计算机可读介质904可以提供易失性存储器，例如用于执行指令的随机存取存储器。计算机可读介质904还可以提供非易失性存储器，例如用于储存的硬盘或固态盘。图9的组件可以存储在易失性的或非易失性的任何类型的计算机可读介质中，包括固件。存储在介质904上的内容可以包括可以由如下阐述的示例所使用的图像、文本、可执行文件、脚本或其他内容。例如，介质904可以包含配置信息或其他信息，其可以由引擎810-840和/或指令910-940使用，用以提供控制或其他信息。

Claims (15)

1.一种从输入比特流数据中恢复独立波形的设备，所述设备包括：
非线性补偿器，用于对所述输入比特流数据的非线性进行校正，以获得线性化比特流数据；
插值器，用于对所述线性化比特流数据的非恒定采样率进行转换，以获得恒定采样率比特流数据；
解复用器，用于将所述恒定采样率比特流数据解复用为第一波形和第二波形；以及
解调器，对所述第一波形和所述第二波形进行解调。
2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
计数器，用于识别与所述输入比特流数据的沿到沿相对应的时间间隔、识别所述输入比特流数据的与所述第一波形和所述第二波形相对应的交替部分。
3.根据权利要求2所述的设备，进一步包括：
频率转换器，用于将由所述计数器获得的所述时间间隔转换为频率样本。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述非线性补偿器用于基于从所述输入比特流数据中减去非线性补偿值，来对所述输入比特流数据的非线性进行校正。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述非线性补偿值与555定时器的定时电容器的放电时间相对应。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述插值器用于：累积四个数据样本，将所述四个数据样本拟合到三阶方程，并且根据基于所述三阶方程的三次样条插值，在所述四个数据样本的第二个数据样本与第三个数据样本之间的时间间隔中插值数值。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备用于将所述第一波形和所述第二波形中的一个识别为与在负载处监视到的电压波形相对应，并且所述设备用于将所述第一波形和所述第二波形中的剩余一个识别为与在所述负载处监视到的电流波形相对应。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述设备用于：基于识别所述第一波形和所述第二波形的直流(DC)偏移，来对所述电压波形和所述电流波形进行识别。
9.一种从输入比特流数据中恢复独立波形的方法，包括：
由沿到沿计数器识别所述输入比特流数据的第一信道和第二信道；
由非线性补偿器对所述输入比特流数据的非线性进行校正，以获得线性化比特流数据；
由插值器对所述线性化比特流数据的非恒定采样率进行转换，以获得恒定采样率比特流数据；
偶遇解复用器将所述恒定采样率比特流数据解复用为第一波形和第二波形；并且
由解调器对所述第一波形和所述第二波形进行解调。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，获得所述恒定采样率比特流数据基于对四个样本的移动三阶拟合。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述插值包括三次样条插值，使用一组四个频率样本来计算三阶方程的系数，以创建与第二频率样本和第三频率样本的频率样本对之间的间隔相对应的恒定采样率频率值。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，所述解调进一步包括：
确定所述第一波形的第一平均频率值，并且从所述第一波形中减去所述第一平均频率值；并且
确定所述第二波形的第二平均频率值，并且从所述第二波形中减去所述第二平均频率值。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
基于所述第一平均频率和所述第二平均频率来识别所述第一波形和所述第二波形中的哪一个与电压波形和电流波形相对应。
14.一种由计算系统可执行的指令编码的非暂时性机器可读存储介质，当所述指令被执行以从输入比特流数据中恢复独立波形时，使所述计算系统：
由非线性补偿引擎对所述输入比特流数据的非线性进行校正，以获得线性化比特流数据；
由插值器引擎对所述线性化比特流数据的非恒定采样率进行转换，以获得恒定采样率比特流数据，其中，所述插值器引擎基于三次样条插值；
由解复用器引擎将所述恒定采样率比特流数据解复用为第一波形和第二波形；并且
由解调器引擎对所述第一波形和所述第二波形进行解调。
15.根据权利要求14所述的存储介质，其中，使所述计算系统从所述输入比特流数据中恢复独立波形，所述输入比特流数据表示来自喷墨打印机的电阻加热器元件的电力监视器的电压波形和电流波形。
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