CN108700663B - 用于电子式地分析时间上可变的信号的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助探测电路电子式地分析时间上可变的信号(Ue(t))的方法，所述时间上可变的信号具有在其幅度和时刻方面待探测的至少一个极值，所述探测电路作为峰值存储器工作并且在超出阈值(Us)之后跟随所述时间上可变的信号直至达到最大幅度，其中，在超出所述极值时，生成峰值指示信号(Usi(t))并且存储所述最大幅度，其特征在于，为了在所述时间上可变的信号中检测到多于一个极值，在产生所述第一峰值指示信号之后并且在低于所述阈值之后停用所述信号(Ue(t))的跟踪，并且，在在进一步的过程中所述信号又超过所述阈值之后，激活所述信号(Ue(t))的进一步的跟踪直至达到下一个待探测的极值并且生成另外的峰值指示信号(Usi(t))并且存储另外的最大幅度并且在所述测量周期结束时读取两个存储器并将所述两个存储器复位。

Description

用于电子式地分析时间上可变的信号的方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助探测电路电子式地分析时间上可变的信号的方法，所述时间上可变的信号具有在其幅度和时刻方面待探测的至少一个极值，所述探测电路作为峰值存储器工作并且在超出阈值之后跟随所述时间上可变的信号直至达到最大幅度，其中，在超出极值时，生成峰值指示信号并且存储最大幅度。
背景技术
原则上，从DD 248 893 A1已知一种类似的方法。但是，在该文献中，未设置在分析时对阈值的考虑。就此而言，借助该事先已知的方法不能立即从测量中排除噪声和干扰信号或者位于所希望的敏感性阈值以下的峰值。信号跟踪器机构跟随输入信号直至输入信号的最大值。经历具有较小的幅度的局部最大值在跟踪中不产生影响。但是，所述跟踪跟随信号的每个进一步的提高直至最高的最大值。
为了不仅检测最大值的量值而且检测最大值出现的时刻，总是当信号下降跟随上升的信号(这意味着经历局部的最大值)时，才生成峰值指示信号。该峰值指示信号可以是例如矩形脉冲。
通过与阈值的比较实现，当超出阈值时，才激活跟踪机制。因此，不探测在阈值以下的噪声峰值和干扰信号。然而，如果在测量周期中应在位置上和时间上准确地确定多于一个极值，则被假定为已知的方法失败，因为(如以上所实施的那样)在事先已知的方法中仅仅求取具有最高的幅度的极值。
发明内容
因此，本发明基于以下任务：如此运用一开始提到的类型的方法，使得能够克服现有技术的缺点并且识别任意多个重要相关的信号峰值。
本发明通过以下方式来解决该任务，即为了在所述时间上可变的信号中检测到多于一个极值，在产生所述第一峰值指示信号之后并且在低于所述阈值之后停用输入信号的跟踪，并且，在在进一步的过程中所述信号又超过所述阈值之后，激活所述信号的进一步的跟踪直至达到下一个待探测的极值并且生成第二峰值指示信号并且存储第二最大幅度并且在所述测量周期结束时读取两个存储器并将所述两个存储器复位。
但是，本发明的技术实施方案也允许：停用第二峰值存储器或者另外的峰值存储器，从而所述方法能够以以上描述的已知的运行方式工作。
峰值指示为电信号，所述电信号作为用于后续的信号处理的触发器使用，在所述后续的信号处理中，给峰值指示的时刻配属位置信息。电流脉冲或电压脉冲或电流边沿或者电压边沿可以作为峰值指示使用。在具体的实现中，产生狭窄的矩形脉冲。
因为在所述方法中产生多个峰值指示，所以这要求传输的触发器信号的区分可能性，从而能够实现到峰值存储器1和峰值存储器2的分配。这对于后续的分析处理是必需的。区分标准可以是峰值指示的幅度、峰值指示的持续时间或者其他特征如峰值指示的形式等等。
将峰值指示提供给后续的分析处理电子部件，所述分析处理电子部件确定在指示的出现之间的时间差。
根据本发明的一种有利的扩展方案，同时地并行执行多个信号分析处理并且多通道地探测相应的时间信号并且多通道地分析处理所探测到的最大值。
例如可以提出，借助所述方法探测反向散射的电磁波的信号，所述信号能够实现与边界面的间距的求取。
在此，在光学测量过程中，可以作为时间上可变的信号探测光强度。
借助该光学测量方法，以快速的方式和方法探测与表面的间距。
此外，借助根据本发明的方法，可能的是，在衬底被涂层的情况下探测与所述层以及与所述衬底的间距。
为了提高测量速度，使用具有可超快速地聚焦的声学/光学透镜的光学传感器。
在此，可以借助声学/光学透镜在具有超过1MHz的重复频率的测量周期中产生时间上可变的信号并且借助所述方法分析处理所述时间上可变的信号。
附图说明
接下来根据附图示出和阐述本发明。
图1示出具有一个峰值存储器的信号跟踪方法的原理；
图2示出具有两个峰值存储器的信号跟踪方法的原理。
具体实施方式
在图1中示出借助时间上可变的输入信号Ue(t)的跟踪来进行极值识别的原理。
在电压变化过程中，这样的跟踪装置可以作为电容器来实现，所述电容器由输入信号通过二极管充电并且通过复位电子部件再次放电。在图1中，时间上可变的信号((Ue(t))提供给跟踪装置。输出信号Usz(t)跟随该输入信号直至该输入信号的最大值。局部最大值的经历附带输入电压的紧接着的下降对跟踪电压不产生影响。但是，它跟随信号的每个进一步的提高直至最高的最大值。
为了不仅检测最大值的量值而且检测最大值出现的时刻，总是当信号下降跟随上升的信号Ue(t)时，才生成峰值指示信号Usi(t)。如在图1中示出的那样，该峰值指示信号可以是例如矩形脉冲。
通过与阈值Usw的比较实现，当超出阈值时，才激活跟踪机制。
在此，也可以预给定不同的阈值，以便例如可以有针对性地分析处理较弱的信号。
然而，借助这一跟踪仅仅能够探测在信号变化过程中的最高的极值。
在图2中示出当在经历一个测量窗口时可能出现两个有用信号(4)并且应分开地检测所述两个有用信号时的情况。为此，借助两个峰值存储器工作。在第一次超出阈值时，激活第一峰值存储器并且在峰值指示中生成脉冲，如以上描述的那样。在低于阈值并且再次超出之后，激活第二峰值存储器。当经历局部的峰值时，在峰值指示中又生成脉冲。
为了能够将信号Usi(t)中的脉冲分配给第一和第二峰值存储器，在激活的峰值存储器1或2的情况下生成不同宽的脉冲。脉冲的高度、形状或者其他的特征或编码也可以有助于区分。在这些附图中，以附图标记4表示有用信号，所述有用信号为在带噪声的信号中的最大峰值，其幅度和出现应被检测到。
以附图标记1表示噪声峰值，所述噪声峰值未被检测到并且也没有在峰值指示信号Usi(t)中生成脉冲，因为所述噪声峰值位于阈值Usw以下。
以附图标记2表示以下位置：在所述位置上，输入信号Ue(t)超过阈值Usw。激活峰值存储器并且在超出局部最大值时在峰值指示信号Usi(t)中生成脉冲。
在附图中，以附图标记3表示位于阈值Usw以上的局部的噪声峰值，在所述局部的噪声峰值出现时，在峰值指示信号Usi(t)中生成脉冲。
以附图标记5表示局部的噪声峰值，在所述局部的噪声峰值处，在Usi(t)中没有生成脉冲，因为所述局部的噪声峰值的高度没有超过有用信号4的高度。
在附图标记6处，输入信号Ue(t)低于阈值Usw。峰值存储器使其值保持直至在新的测量周期开始时读取和复位。在另外的局部的峰值处脉冲的生成被停用。在用于检测两个或者更多个有用信号峰值的系统中，在再次超过阈值时，激活下一个峰值存储器。

Claims (10)

1.一种用于借助探测电路电子式地分析时间上可变的信号(Ue(t))的方法，所述时间上可变的信号具有在其幅度和时刻方面待探测的至少一个极值，所述探测电路作为峰值存储器工作并且在超出阈值(Us)之后跟随所述时间上可变的信号直至达到最大幅度，其中，在超出所述极值时，生成峰值指示信号(Usi(t))并且存储所述最大幅度，
其特征在于，
为了在所述时间上可变的信号中检测到多于一个极值，在产生第一峰值指示信号之后激活第一峰值存储器并且在低于所述阈值之后停用所述信号(Ue(t))的跟踪，并且，在在进一步的过程中所述信号又超过所述阈值之后，激活所述信号(Ue(t))的进一步的跟踪直至达到下一个待探测的极值并且生成另外的峰值指示信号(Usi(t))并且激活第二峰值存储器并且存储另外的最大幅度并且在测量周期结束时读取两个峰值存储器并将所述两个存储器复位，其中，为了跟踪所述待探测的信号(Ue(t))，通过二极管给电容器充电直至达到最大值并且在产生一个或多个峰值指示信号(Usi(t))之后借助复位电子部件主动地将所述电容器复位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过激活另外的电压跟踪来探测多于两个极值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，能够根据类型、形状、脉冲高度和脉冲宽度区分相应的峰值指示信号(Usi(t))。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，同时地并行执行多个信号分析处理，并且多通道地探测相应的时间信号并且多通道地分析处理所探测到的最大值。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，借助所述方法探测反向散射的电磁波的信号，所述信号能够实现与边界面的间距的求取。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在光学测量过程中，作为时间上可变的信号探测光强度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助光学测量方法快速地探测与表面的间距。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在衬底被涂层的情况下探测与所述层以及与所述衬底的间距。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有可超快速地聚焦的声学/光学透镜的光学传感器。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，借助所述声学/光学透镜在具有超过1MHz的重复频率的测量周期中产生时间上可变的信号并且借助所述方法分析处理所述时间上可变的信号。
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