CN110661527B - 一种信号的测量方法及装置、计算机设备、可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种信号的测量方法及装置、计算机设备、可读存储介质，所述方法包括：将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。通过本申请中对信号进行测量的方法，在不改变原有设备结构的情况下，减小了对信号测量的误差，提高了信号测试的精度。
Description
技术领域
本申请涉及信号处理领域，特别是涉及一种信号的测量方法及装置、计算机设备、可读存储介质。
背景技术
当前的多功能微控制单元(Microcontroller Unit，简称为MCU，又称为单片机)都配备有模数转换器(A/D转换器，简称为ADC)，如图1所示，图1为现有技术中N路通道ADC的结构示意图。
现有技术中，通过差分信号的方式对信号进行测试，在一个差分信号中，ADC的两个输入端分别与信号的正负连接，信号的测试结果为：adc_data＝adc_data_real+delta，其中，adc_data_real是信号的真实值，adc_data为信号的测试值，delta为测量误差。例如，N路通道ADC可以对N个差分信号进行测试，对N个信号进行测试时，第一个信号，VIP1接信号的正，VIN1接信号的负，VIP1，VIN1的输出为adc_data 1＝adc_data_real1+delta；第二个信号，VIP2，VIN2接信号的正，VIN1接信号的负，VIP2，VIN2的输出为adc_data2＝adc_data_real2+delta；以此类推，第N个信号，VIPn，VINn的输出为adc_datan＝adc_data_realn+delta。
现有技术中ADC的精度固定，并且都有其固有的测量的误差delta，如果需要更高的测量精度，就只有换精确度更高的ADC，增加了设备的成本。
因此，现有技术有待改进。
发明内容
本申请要解决的技术问题是现有的信号测量方法需要通过更换ADC等设备才能提高测量精度，本申请提供一种信号的测量方法及装置、计算机设备、可读存储介质，在不改变硬件设备的基础上，提高信号的测量精度。
第一方面，本申请实施例提供了一种信号的测量方法，所述方法包括：将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。
在一种实现方式中，将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号之前，包括：依次选择输入端有效，接收所述输入端对应的差分信号，其中，第一输入端和第二输入端接收的信号为第一组差分信号，第三输入端和第四输入端接收的信号为第二组差分信号。
在一种实现方式中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反，包括：第一输入端和第四输入端接收的信号相位相同，第二输入端和第三输入端接收的信号相位相同。
在一种实现方式中，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值之前，包括：将所述第一差分信号和所述第二差分信号输出。
在一种实现方式中，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，其中，所述信号真实值的表征形式为：a＝0.5*(m-n)，其中，a为信号真实值，m为第一差分信号，n为第二差分信号。
第二方面，本申请实施例提供了一种信号的测量装置，所述装置包括：至少两组输入端，用于接收第一组差分信号和第二组差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号相位相反；数据选择器，与输入端口连接，用于依次选择输入端有效，接收所述输入端对应的差分信号；信号转换单元，与所述数据选择器连接，用于将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号；输出连接器，与所述信号转换单元连接，用于将转换后的第一差分信号和第二差分信号输出。
在一种实现方式中，所述输入端包括：第一输入端和第四输入端与被测信号源的第一端连接；第二输入端和第三输入端与被测信号源的第二端连接，其中，所述第一端与所述第二端信号的相位相反。
在一种实现方式中，所述装置的测试频率大于被测信号的频率。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。
与现有技术相比，本申请实施例具有以下优点：
根据本申请实施方式提供的方法，通过将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反，然后根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值。通过本方法对信号进行测量，在不改变原有设备结构的情况下，减小了对信号测量的误差，提高了信号测试的精度。
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他的附图。
图1为现有技术中一种N路通道ADC的结构示意图；
图2为本申请实施例中一种信号的测量方法的流程图；
图3为本申请实施例中一种N路通道ADC的结构示意图；
图4为本申请实施例中一种被测量信号的示意图；
图5为本申请实施例中一种信号的测量装置的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
发明人经过研究发现，MCU中ADC的测量精度不够高，无法满足对测量的精度需求，现有技术中通过更换精度更高的ADC的方式提高测量的精度，但是这种方式增加了设备的成本。
为了解决上述问题，在本申请实施例中，使用两组差分端口测量同一信号，然后对测得的两组差分信号计算得到信号真实值。通过增加同一信号反相的差分信号，在不对设备进行改变的情况下，减小了系统的固有误差，提高了系统的测量精度。
下面结合附图，详细说明本申请的各种非限制性实施方式。
本申请实施例提供了一种信号的测量方法，如图2所示，所述方法包括：
S1、将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；
在一种可选的实施方式中，将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号之前，依次选择输入端有效，接收所述输入端对应的差分信号，其中，第一输入端和第二输入端接收的信号为第一组差分信号，第三输入端和第四输入端接收的信号为第二组差分信号，具体地，第一输入端和第四输入端接收的信号相位相同，第二输入端和第三输入端接收的信号相位相同，第一输入端和第二输入端接收的信号相位相反，第三输入端和第四输入端接收的信号相位相反。
在本申请实施例中，两组差分信号(第一组差分信号和第二组差分信号)的管脚可以不相邻，即第一差分信号的第一管脚和第二管脚，第二差分信号的第三管脚和第四管脚，四个管脚都不相邻。
举例说明：选择第一输入端和第二输入端有效，第一输入端和第二输入端接收第一组差分信号，如图3所示，VIP1接信号的+，VIN1接信号的–，adc_data1＝adc_data_real1+delta。然后选择第三输入端和第四输入端有效，第三输入端和第四输入端接收第二组差分信号，VIP2接信号的-，VIN2接信号的+，adc_data2＝adc_data_real2+delta。图1和图3中，ADC为模拟数字转换器，ADC中包括IO MUX、ADC CORE和out interface。其中，IO MUX为IO多路复用器；ADC CORE为ADC的核心；output interface为输出接口。VIP和VIN与信号源连接，VIP和VIN的端口接收模拟信号，并将该模拟信号传输至IO MUX，IOMUX将该模拟信号传输至ADC CORE转换为数字信号，ADC CORE将转换后得到的数字信号传输至output interface，output interface将转换后的数字信号输出。
S2、根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。
在本申请实施例中，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值之前，将所述第一差分信号和所述第二差分信号输出。将第一差分信号和第二差分信号输出ADC，通过MCU中的其他模块或者MCU外的其他模块对信号真实值进行计算。
在本申请实施例中，可以通过一下方式计算得到所述信号真实值：a＝0.5*(m-n)，其中，a为信号真实值，m为第一差分信号，n为第二差分信号。
在本申请实施例中，MCU中ADC的测试频率需要大于被测信号的频率。这样同一信号的两组差分信号大小相等，相位相反。当测量的信号是一个缓慢变化信号(例如被测信号是一个直流电压，如图4所示)时，并且通道的切换与ADC的测试速度很快。ftest远远大于fsig时，adc_data_real2＝-adc_data_real1，其中，ftest为测量频率，ftest＝1/(T1+T2)，fsig为被测试信号频率，fsig＝1/T，被测量信号的周期为T。
那么，adc_data1＝adc_data_real 1+delta；adc_data2＝-adc_data_real1+delta。将上述两个等式左右两边相减得到adc_data＝(adc_data1-adc_data2)/2＝adc_data_real1。其中，通过对同一被测信号的相位相反的两组差分信号进行测量，系统固有误差delta被消除，从而提供了整个ADC测量的精度。
本申请实施例提供一种信号的测量装置，如图5所示，所述装置包括：
至少两组输入端50，用于接收第一组差分信号和第二组差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号相位相反；
数据选择器52，与输入端口连接，用于依次选择输入端有效，接收所述输入端对应的差分信号；
信号转换单元54，与所述数据选择器连接，用于将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号；
输出连接器56，与所述信号转换单元连接，用于将转换后的第一差分信号和第二差分信号输出。
在本申请一种可选实施方式中，所述装置的测试频率大于被测信号的频率。
在本申请一种可选实施方式中，所述输入端50，包括：
第一输入端和第四输入端与被测信号源的第一端连接；
第二输入端和第三输入端与被测信号源的第二端连接，其中，所述第一端与所述第二端信号的相位相反。
在本申请一种可选实施方式中，输入端之间可以不按照顺序排列或者不相邻，具体地，输入端对应的管脚可以不相邻。
在一个实施例中，本申请提供了一种计算机设备，该设备可以是终端。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种自然语言模型的生成方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。
综上所述，与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
根据本申请实施例提供的信号的测量方法及装置、计算机设备、可读存储介质，所述方法包括：将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除。通过本申请中对信号进行测量的方法，在不改变原有设备结构的情况下，减小了对信号测量的误差，提高了信号测试的精度。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种信号的测量方法，其特征在于，所述方法包括：
将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号，得到第一差分信号和第二差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反；
根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值，所述信号真实值中的固有误差已消除；
其中，所述信号真实值的表征形式为：a＝0.5*(m-n)，a为所述信号真实值，m为所述第一差分信号，n为所述第二差分信号；
对所述信号的测试频率大于所述信号的频率；
在将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号之前，所述方法还包括：依次选择输入端有效，接收所述输入端对应的差分信号，其中，第一输入端和第二输入端接收的信号为第一组差分信号，第三输入端和第四输入端接收的信号为第二组差分信号，两组差分信号的输入端对应的管脚可以不相邻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一组差分信号和第二组差分信号的相位相反，包括：
所述第一输入端和所述第四输入端接收的信号相位相同，所述第二输入端和所述第三输入端接收的信号相位相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一差分信号和所述第二差分信号，计算得到所述信号真实值之前，包括：
将所述第一差分信号和所述第二差分信号输出。
4.一种信号的测量装置，其特征在于，所述装置包括：
至少两组输入端，用于接收第一组差分信号和第二组差分信号，其中，第一组差分信号和第二组差分信号相位相反；
数据选择器，与输入端口连接，用于依次选择输入端有效，接收所述输入端对应的差分信号，其中，第一输入端和第二输入端接收的信号为第一组差分信号，第三输入端和第四输入端接收的信号为第二组差分信号，两组差分信号的输入端对应的管脚可以不相邻；
信号转换单元，与所述数据选择器连接，用于将同一信号的两组差分信号从模拟信号转换为数字信号；
输出连接器，与所述信号转换单元连接，用于将转换后的第一差分信号和第二差分信号输出；
其中，所述信号真实值的表征形式为：a＝0.5*(m-n)，a为所述信号真实值，m为所述第一差分信号，n为所述第二差分信号；
对所述信号的测试频率大于所述信号的频率。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述输入端，包括：
所述第一输入端和所述第四输入端与被测信号源的第一端连接；
所述第二输入端和所述第三输入端与被测信号源的第二端连接，其中，所述第一端与所述第二端信号的相位相反。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置的测试频率大于被测信号的频率。
7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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