CN110798174B - 信号触发方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种信号触发方法及系统，方法包括：利用数字滤波器对待触发数据信号进行滤波处理，将原始待触发数据信号的数据幅值与经过滤波后的数据幅值做差，通过判断得到的幅值差值和预设的幅度阈值之间的关系是否符合预设的条件，确定是否对待触发数据信号进行触发。通过对数字滤波器进行配置，可以得到不同类型的滤波器，进而对不同频率范围的待触发数据信号进行滤波，满足了用户对信号的任意特定频率分量进行触发。

Description

信号触发方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，更具体地说，涉及信号触发方法及系统。

背景技术

目前，通常基于信号的时域特征进行识别和触发，例如对信号中的上升沿或脉宽进行识别和触发。现有技术中并没有基于信号的频域特征进行识别和触发的方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提出信号触发方法及系统，欲实现基于信号的频域特征进行识别和触发的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

第一方面，本发明提供一种信号触发方法，包括：

获取待触发数据信号；

利用预先配置的数字滤波器，对所述待触发数据信号进行处理，得到第一数据信号；

对所述待触发数据信号进行延迟处理，得到第二数据信号，以使所述第二数据信号和所述第一数据信号的相位相同；

将得到的所述第二数据信号的数据幅值与所述第一数据信号的数据幅值进行做差，获得幅值差值；

基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号。

可选的，所述基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号，包括：

判断所述幅值差值是否大于所述幅值阈值，若是，则触发所述待触发数据信号，若否，则不触发所述待触发数据信号。

可选的，所述数字滤波器具体为：

FIR(Finite Impulse Response，有限长单位冲激响应)滤波器。

可选的，所述数字滤波器的数量为多个。

可选的，所述数字滤波器的配置过程，包括：

获取用户输入的频率范围；

根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型；

将所述数字滤波器配置为所述滤波器类型。

可选的，所述根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型，具体包括：

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为低通滤波器，其中所述低通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为高通滤波器，其中所述高通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率且小于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带阻滤波器，其中所述带阻滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；以及，

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率和大于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带通滤波器，其中所述带通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围。

可选的，所述方法应用于示波器。

第二方面，本发明提供一种信号触发系统，包括：

模数转换电路，用于将待触发数据的模拟信号转换为数字信号；

数字滤波器，用于对所述模数转换电路转换后的待触发数据信号进行处理，得到第一数据信号；

数据延迟单元，用于对所述模数转换电路转换后的待触发数据信号进行延迟处理，得到第二数据信号，以使所述第二数据信号和所述第一数据信号的相位相同；

幅值判决器，用于将所述数据延迟单元输出的所述第二数据信号的数据幅值，与所述数字滤波器输出的所述第一数据信号的数据幅值进行做差，获得幅值差值，并基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号；

触发单元，用于触发所述待触发数据信号。

可选的，所述的信号触发系统，还包括：

数据输入单元，用于供用户输入频率范围和幅度阈值；

控制器，用于根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型，并将所述数字滤波器配置为所述滤波器类型。

可选的，所述控制器，所述根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型的过程，具体包括：

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为低通滤波器，其中所述低通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为高通滤波器，其中所述高通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率且小于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带阻滤波器，其中所述带阻滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；以及，

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率和大于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带通滤波器，其中所述带通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围。

可选的，所述数据延迟单元具体为FIR滤波器；和/或，所述数字滤波器具体为FIR滤波器。

可选的，所述数字滤波器的数量为多个。

可选的，所述信号触发系统应用于示波器。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种信号触发方法及系统，利用数字滤波器对待触发数据信号进行滤波处理，将原始待触发数据信号的数据幅值与经过滤波后的数据幅值做差，通过判断得到的幅值差值和预设的幅度阈值之间的关系是否符合预设的条件，确定是否对待触发数据信号进行触发。通过对数字滤波器进行配置，可以得到不同类型的滤波器，进而对不同频率范围的待触发数据信号进行滤波，满足了用户对信号的任意特定频率分量进行触发。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为带阻滤波器的频响特性示意图；

图2为本发明实施例提供的一种信号触发方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种信号触发系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的控制器的硬件结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种信号触发系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种采样波形的示意图；

图7为本发明实施例提供的带阻滤波器滤波前后波形对比的示意图；

图8为本发明实施例提供的波形经过延迟和滤波后做差的示意图。

具体实施方式

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。

发明人发现滤波器对信号的不同频率分量的幅度衰减不同，例如带阻滤波器的频响特性如图1所示，利用滤波器的频响特性，当用户需要触发某些频率分量时，用户可以输入需要触发的信号的频率范围，配置相应的滤波器类型。根据待触发数据信号经过配置好的滤波器进行滤波后，与原始的待触发数据信号的幅值差值，可以确定相应的频率分量，进而确定是否进行触发。下面详细介绍本发明提供的信号触发方法。

参见图2，为本实施例提供的一种信号触发方法的流程图，该方法可以包括步骤：

S21：获取待触发数据信号。

S22：利用预先配置的数字滤波器，对待触发数据信号进行处理，得到第一数据信号。

根据需要触发的频率范围，确定配置的数字滤波器的类型。数字滤波器的类型包括低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器和带通滤波器等。数字滤波器包括FIR滤波器和IIR(Infinite Impulse Response，无限的脉冲响应)滤波器。在一个具体实施例中，数字滤波器采用FIR滤波器。FIR滤波器主要包括数据移位寄存器、乘法器模块和加法器模块等部分。其中，乘法器模块中的输入包括输入数据和系数；该系数决定了FIR滤波器的类型和特性。通过预先配置该系数来配置FIR滤波器的类型。

S23：对待触发数据信号进行延迟处理，得到第二数据信号，以使第二数据信号和第一数据信号的相位相同。

S24：将得到的第二数据信号的数据幅值与第一数据信号的数据幅值进行做差，获得幅值差值。

S25：基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号。

本实施例提供的信号触发方法，利用数字滤波器对待触发数据信号进行滤波处理，将原始待触发数据信号的数据幅值与经过滤波后的数据幅值做差，通过判断得到的幅值差值和预设的幅度阈值之间的关系是否符合预设的条件，确定是否对待触发数据信号进行触发。通过对数字滤波器进行配置，可以得到不同类型的滤波器，进而对不同频率范围的待触发数据信号进行滤波，满足了用户对信号的任意特定频率分量进行触发。

在一个具体实施例中，基于幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发待触发数据信号，包括：判断幅值差值是否大于幅值阈值，若是，则触发待触发数据信号，若否，则不触发待触发数据信号。

在一个具体实施例中，数字滤波器的配置过程包括步骤：

A11：获取用户输入的频率范围。

用户输入要触发的频率范围，通过步骤A11获取用户输入的频率范围。具体的用户输入的频率范围的形式可以是大于某个频率；小于某个频率；大于频率A，小于频率B，且频率A<频率B；小于频率A，大于频率B，且频率A<频率B。

A12：根据频率范围的形式确定需配置的滤波器类型。

具体的，当用户输入的频率范围的形式为大于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为低通滤波器，其中，低通滤波器的截止频率为该频率，即低通滤波器的阻带频率范围为用户输入的频率范围；当用户输入的频率范围的形式为小于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为高通滤波器，其中，高通滤波器的截止频率为该频率，即高通滤波器的阻带频率范围为用户输入的频率范围；当用户输入的频率范围的形式为大于频率A，小于频率B，且频率A<频率B时，确定需配置的滤波器类型为带阻滤波器，带阻滤波器的阻带频率范围为用户输入的频率范围；以及，当用户输入的频率范围的形式为小于频率A，大于频率B，且频率A<频率B时，确定需配置的滤波器类型为带通滤波器，其中带通滤波器的阻带频率范围为用户输入的频率范围。

A13：将数字滤波器配置为确定的滤波器类型。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

下述为本发明系统实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明系统实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

参见图3，为本实施例提供的一种信号触发系统的结构示意图，该系统包括：

模数转换电路，用于将待触发数据的模拟信号转换为数字信号。

数字滤波器，用于对模数转换电路转换后的待触发数据信号进行处理，得到第一数据信号。

数据延迟单元，用于对模数转换电路转换后的待触发数据信号进行延迟处理，得到第二数据信号，以使第二数据信号和第一数据信号的相位相同。

幅值判决器，用于将数据延迟单元输出的第二数据信号的数据幅值，与数字滤波器输出的第一数据信号的数据幅值进行做差，获得幅值差值，并基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号。

触发单元，用于触发所述待触发数据信号。

可选的，示波器触发系统，还包括：数据输入单元和控制器。

数据输入单元，用于供用户输入频率范围和幅度阈值。数据输入单元可以是键盘、包含麦克风的具有语音识别功能的设备或触摸传感器等。触摸传感器所提供的供用户进行触摸操作的区域称为触控区域。此外，触摸传感器可以为电阻式触摸传感器、电容式触摸传感器等。而且，触摸传感器不仅包括接触式的触摸传感器，也可包括接近式的触摸传感器等。此外，触摸传感器可以为单个传感器，也可以为例如阵列布置的多个传感器。用户可以通过触摸触控区域输入频率范围和幅度阈值等信息。触摸传感器的面积可以与示波器的显示器面积相同，也可以不同。可选地，将显示器与触摸传感器层叠设置，以形成触摸显示屏。该装置基于触摸显示屏侦测用户触发的触控操作。

控制器，用于根据用户输入的频率范围的形式确定需配置的滤波器类型，并将数字滤波器配置为确定的滤波器类型。参见图4，该控制器的硬件结构可以包括至少一个处理器41，至少一个通信接口42，至少一个存储器43和至少一个通信总线44；且处理器41、通信接口42、存储器43通过通信总线44完成相互间的通信。

处理器41在一些实施例中可以是一个CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)，或者是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定集成电路)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等。

通信接口42可以包括标准的有线接口、无线接口。通常用于在控制器与其设备或系统之间建立通信连接。

存储器43包括至少一种类型的可读存储介质。可读存储介质可以为如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器等NVM(non-volatile memory，非易失性存储器)。可读存储介质还可以是高速RAM(randomaccess memory，随机存取存储器)存储器。

其中，存储器43存储有计算机程序，处理器41可调用存储器43存储的计算机程序，所述计算机程序用于：根据用户输入的频率范围的形式确定需配置的滤波器类型，并将数字滤波器配置为确定的滤波器类型。

可选的，数据延迟单元具体可以为一个FIR滤波器；数字滤波器具体可以为FIR滤波器，且数字滤波器的数量可以为至少两个，将所有数字滤波器级联后对待触发数据信号进行处理，得到第一数据信号。在一个具体实施例中，数字滤波器包括FIR滤波器和级联在FIR滤波器前级的抽取滤波器，如图5所示。通过设计滤波器级联方式，即前级使用抽取滤波器，后级使用FIR滤波器，相比于采用高阶数的滤波器，降低了资源消耗。

示波器触发指的是用户按照需求设置条件，当示波器采样波形流中的某个波形满足设定的条件时，示波器实时捕获该波形和其相邻部分。用户设定的条件称为触发条件。示波器触发的作用是捕获感兴趣的事件，以及稳定显示波形。在一个具体实施例中，将本发明提供的信号触发方法应用于示波器。下面详细介绍将本发明提供的信号触发方法应用于示波器时的过程：

以1GSa/S的采样率，采样一段波形；采集到的该波形包含10MHz到100MHz多种频率分量，最大幅值为4DIV；用户需要通过触发100MHz进行观察，100MHz信号间隔出现。

用户通过数据输入单元输入的频率范围为：＞50MHz，＜200MHz。用户通过数据输入单元输入的幅度阈值为：1DIV。并设置判决为：触发。

控制器根据用户输入的频率范围，将FIR滤波器配置为带阻滤波器。采样得到的波形经过带阻滤波器后，50MHz～200MHz的频率分量的幅值衰减大，幅值至少降低为原始的一半，而低于50MHz和高于200MHz的频率分量的幅值衰减很小。

经过带阻滤波器处理后，信号会有延迟；因此，利用数据延迟单元对原信号进行延迟，从而保证原始数据相位和滤波后的数据相位一致。经过数据延迟单元后的数据幅度与经过带阻滤波器后的数据幅度做差。并将幅值差值与用户设置的幅度阈值进行比较判断。100MHz衰减至少一半，即从4DIV降低至2DIV以下，因此在逐点幅值比较后，可以找到衰减超过1DIV的点，即可以找到100MHz信号的位置。

参见图6，上部分的波形为100MHz信号波形，下部分的波形为包含10MHz到100MHz多种频率分量的原始波形，即以1GSa/S的采样率得到的波形。

参见图7，上部分的波形为滤波前的频率，即原始频率，下部分为经过带阻滤波器滤波后的频谱。

参见图8，上部分波形为原始波形经过延迟后的波形，即经过数据延迟单元的延迟处理后的第二数据信号，包含多种频率分量；中间部分波形为经过滤波器后的波形，即经过带阻滤波器的滤波处理后的第一数据信号；下部分波形为第二数据信号与第一数据信号做差后得到的波形。

以上所描述的系统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可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部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。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种信号触发方法，其特征在于，包括：

获取待触发数据信号；

利用预先配置的数字滤波器，对所述待触发数据信号进行处理，得到第一数据信号；

其中，所述数字滤波器的配置过程，包括：获取用户输入的频率范围；根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型；将所述数字滤波器配置为所述滤波器类型；

对所述待触发数据信号进行延迟处理，得到第二数据信号，以使所述第二数据信号和所述第一数据信号的相位相同；

将得到的所述第二数据信号的数据幅值与所述第一数据信号的数据幅值进行做差，获得幅值差值；

基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号。

2.根据权利要求1所述的信号触发方法，其特征在于，所述基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号，包括：

判断所述幅值差值是否大于所述幅值阈值，若是，则触发所述待触发数据信号，若否，则不触发所述待触发数据信号。

3.根据权利要求1所述的信号触发方法，其特征在于，所述数字滤波器具体为：

FIR滤波器。

4.根据权利要求1所述的信号触发方法，其特征在于，所述数字滤波器的数量为多个。

5.根据权利要求1所述的信号触发方法，其特征在于，所述根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型，具体包括：

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为低通滤波器，其中所述低通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为高通滤波器，其中所述高通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率且小于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带阻滤波器，其中所述带阻滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；以及，

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率和大于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带通滤波器，其中所述带通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的信号触发方法，其特征在于，所述方法应用于示波器。

7.一种信号触发系统，其特征在于，包括：

模数转换电路，用于将待触发数据的模拟信号转换为数字信号；

数字滤波器，用于对所述模数转换电路转换后的待触发数据信号进行处理，得到第一数据信号；

数据延迟单元，用于对所述模数转换电路转换后的待触发数据信号进行延迟处理，得到第二数据信号，以使所述第二数据信号和所述第一数据信号的相位相同；

数据输入单元，用于供用户输入频率范围和幅度阈值；

控制器，用于根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型，并将所述数字滤波器配置为所述滤波器类型；

幅值判决器，用于将所述数据延迟单元输出的所述第二数据信号的数据幅值，与所述数字滤波器输出的所述第一数据信号的数据幅值进行做差，获得幅值差值，并基于所述幅值差值和预设的幅值阈值之间的关系，确定是否触发所述待触发数据信号；

触发单元，用于触发所述待触发数据信号。

8.根据权利要求7所述的信号触发系统，其特征在于，所述控制器，所述根据所述频率范围的形式确定需配置的滤波器类型的过程，具体包括：

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为低通滤波器，其中所述低通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率时，确定需配置的滤波器类型为高通滤波器，其中所述高通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；

当所述用户输入的频率范围的形式为大于一个频率且小于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带阻滤波器，其中所述带阻滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围；以及，

当所述用户输入的频率范围的形式为小于一个频率和大于另一个频率，且所述一个频率小于所述另一个频率时，确定需配置的滤波器类型为带通滤波器，其中所述带通滤波器的阻带的频率范围为所述用户输入的频率范围。

9.根据权利要求7所述的信号触发系统，其特征在于，所述数据延迟单元具体为FIR滤波器；和/或，所述数字滤波器具体为FIR滤波器。

10.根据权利要求7所述的信号触发系统，其特征在于，所述数字滤波器的数量为多个。

11.根据权利要求7～10中任意一项所述的信号触发系统，其特征在于，所述信号触发系统应用于示波器。