CN117335801A - 采样数据处理方法、数据处理装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了采样数据处理方法、数据处理装置、电子设备及存储介质，用于对n个通道模数转换器的输出数据进行处理，对于第j通道，选择包括第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到第一数字信号组；通过对第一数字信号组进行第一偏移校正，得到第二数字信号组；接着通过对第二数字信号组进行滤波处理，得到第三数字信号，以去除模数转换器的抖动；根据预设要求，对第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号；最后将修正后的数字信号作为第j通道的输出数据进行存储；重复上述步骤，直至所有通道的输出数据均获得并进行存储。
Description
技术领域
本发明涉及模数转换器的数据处理领域，尤其涉及采样数据处理方法、数据处理装置、电子设备及存储介质
背景技术
模数转换器在采样模拟数据后，会将模拟信号转换为对应的数字信号并输出，但模数转换器在进行模数转换的过程中会存在一个偏移误差，这个偏移误差是指模数转换器在没有模拟信号输入时，也会输出的数字信号，又称零输入偏差。
现有技术通常会在模数转换器无模拟信号输入时，测量其输出值并将该输出值作为偏移量，在后续的模数转换器输出中通过该偏移量对每个数字信号进行偏移校正。但对于模数转换器自身还存在噪声或抖动而导致输出的数字信号存在误差，以及为应对后端需求，还需要对模数转换器输出的数字信号进行缩放。
因而，提供一种在解决模数转换过程中存在的零输入偏差的基础上，又能解决模数转换器自身存在的噪声或抖动，以及能应对后端需求对模数转换器输出的数字信号进行缩放的采样数据处理方法已成为业界亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了采样数据处理方法、数据处理装置、电子设备及存储介质，以解决模数转换过程中存在的零输入偏差的基础上，又能解决模数转换器自身存在的噪声或抖动，以及能应对后端需求对模数转换器输出的数字信号进行缩放。
根据本发明的第一方面，提供了一种采样数据处理方法，用于对n个通道的模数转换器的输出数据进行处理，该方法包括：
对于第j通道，选择包括所述第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到由i个数字信号组成的第一数字信号组；其中，i、j、n均为正整数，且1≤j≤n，2≤i≤n；
对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，以修正每个数字信号的零输入偏差，得到第二数字信号组；
对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，以去除噪声或抖动，以得到第三数字信号；
对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号；
将修正后的数字信号作为所述第j通道的输出数据进行存储；
其中，改变j的取值，重复上述步骤，直至所有n个通道的输出数据均获得并进行存储。
可选的，对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，具体包括：
获取第一偏移量；
将所述第一数字信号组内的每个数字信号减去所述第一偏移量，以得到所述第二数字信号组。
可选的，所述获取第一偏移量，具体包括：
测量所述i个通道在没有输入信号的情况下的输出信号值，将该输出信号值作为所述第一偏移量。
可选的，对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，具体包括：
对所述第二数字信号组内所有数字信号求平均值，将所述平均值作为所述第三数字信号。
可选的，所述平均值的类型具体包括：算术平均值或加权平均值。
可选的，对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，具体包括：
对所述第二数字信号组内所有数字信号求中值，将所述中值作为所述第三数字信号。
可选的，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
依照预设要求，对所述第三数字信号进行缩放处理，以得到第四数字信号；
对所述第四数字信号进行偏差修正，以得到修正后的数字信号。
可选的，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
对所述第三数字信号进行偏差修正，以得到第五数字信号
依照预设要求，对所述第五数字信号进行缩放处理，以得到修正后的数字信号。
可选的，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
对所述第三数字信号进行偏差修正，以得到所述修正后的数字信号。
可选的，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
依照预设要求，对所述第三数字信号进行缩放处理，以得到所述修正后的数字信号。
可选的，对数字信号进行所述偏差修正，具体包括：
获取第二偏移量；
将对应的数字信号减去所述第二偏移量。
可选的，所述获取第二偏移量包括：
再次测量所述i个通道在没有输入信号的情况下的输出信号值，将该输出信号值作为所述第二偏移量。
根据本发明的第二方面，提供了一种数据处理装置，用于实现本发明的第一方面及可选方案所提供的采样数据处理方法，该装置包括：
模数转换器，用于选择包括第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到由i个数字信号组成的第一数字信号组；其中，i、n均为正整数，且2≤i≤n；
第一偏移校正单元，耦接至所述模数转换器的输出端；所述第一偏移校正单元用于对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，以修正每个数字信号的零输入偏差，得到第二数字信号组；
第一滤波单元，耦接至所述第一偏移校正单元的输出端；所述第一滤波单元用于对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，以去除噪声或抖动，得到第三数字信号；
二次校正单元，耦接至所述第一滤波单元的输出端；所述二次校正单元用于对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号；
存储单元，耦接至所述二次校正单元；所述存储单元用于将修正后的数字信号作为第j通道的输出数据进行存储；其中，j为正整数，且1≤j≤n。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，
所述存储器，用于存储代码和相关数据；
所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现本发明的第一方面及可选方案所提供的采样数据处理方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明的第一方面及可选方案所提供的采样数据处理方法。
本发明提供的采样数据处理方法，通过对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，得到第三数字信号，以去除模数转换器自身存在的噪声或抖动；再对所述第三数字信号进行二次校正，以得到修正后的数字信号并存储，以进一步修正所述第三数字信号的偏移误差。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的采样数据处理方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的第一偏移校正的流程图；
图3为本发明实施例提供的偏差修正的流程图。
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。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参考图1，本发明实施例提供了一种采样数据处理方法，用于对n个通道的模数转换器的输出数据进行处理，该方法包括：
S1：对于第j通道，选择包括所述第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到由i个数字信号组成的第一数字信号组；其中，i、j、n均为正整数，且1≤j≤n，2≤i≤n；
S2：对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，以修正每个数字信号的零输入偏差，得到第二数字信号组；
S3：对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，以去除噪声或抖动，以得到第三数字信号；
S4：对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号；
S5：将所述第修正后的数字信号作为所述第j通道的输出数据进行存储；
S6：改变j的取值，重复上述步骤，直至所有n个通道的输出数据均获得并进行存储。
本发明实施例通过上述技术方案，可在解决模数转换过程中存在的零输入偏差的基础上，进一步提高模数转换器的输出数据的精度的准确性。其原理为：
先对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，得到所述第二数字信号组，以修正每个数字信号的零输入偏差；接着对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，得到第三数字信号，以去除模数转换自身的噪声或抖动，进一步提高输出数据的精度；接着，对第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号。
作为一种具体实施方式，S1中对于第j通道，选择包括所述第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到由i个数字信号组成的第一数字信号组；其中，i、j、n均为正整数，且1≤j≤n，2≤i≤n，具体为：选择n个通道中的任意通道为目标，再选择包括目标通道的至少2个通道为处理通道进行模拟信号的采样和数模转换，以得到由处理通道输出的数字信号组成的第一数字信号组；以n为16进行举例说明，选择第8通道为目标，接着选择包括第8通道在内的8个通道为处理通道在同一时间对同一模拟数据进行采样和数模转换，以得到由8个数字信号组成的所述第一数字信号组。通过后续对所述第一数字信号组的一系列操作，以得到高精度和高准确性的数字信号作为第8通道的输出数据。当然，这只是一种具体举例，选择多少通道作为处理通道可以根据实际需求进行调整，在此不做限定。
请参考图2，作为一种具体实施方式，S2中对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，具体包括：
S21：获取第一偏移量；
S22：将所述第一数字信号组内的每个数字信号减去所述第一偏移量，以得到所述第二数字信号组。
作为一种具体实施方式，S21中所述获取第一偏移量，具体包括：
测量所述i个通道在没有输入信号的情况下的输出信号值，将该输出信号值作为所述第一偏移量。
作为一种优选实施方式，S3中对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，具体包括：
对所述第二数字信号组内所有数字信号求算术平均值，将所述算术平均值作为所述第三数字信号。当然，也可以，对所有剩余数字信号求加权平均值，将所述加权平均值作为所述第三数字信号，又或者是对所述第二数字信号组内所述数字信号求中值，将所述中值作为所述第三数字信号。其中，在求算术平均值或加权平均值或中值之前，都可以先去除所述第二数字信号组内的极值后再求算术平均值或加权平均值或中值，以提高准确性。具体选择何种方式进行滤波处理可以根据实际需求进行选择，在此不做限定。其具有的有益效果为：该滤波处理可平滑输出数据，去除模数转换器的突发噪声，进而提高输出数据的精度，同时，也可以提高输出数据的准确性。
作为一种优选实施方式，S4中对所述第三数字信号进行二次校正，具体包括：
依照预设要求，对所述第三数字信号进行缩放处理，以得到第四数字信号；接着，对所述第四数字信号进行偏差修正，以得到修正后的数字信号。当然，也可以先对所述第三数字信号进行偏差修正，以得到第五数字信号；接着依照预设要求，对所述第五数字信号进行缩放处理，以得到修正后的数字信号。当然，也可以只对所述第三数字信号进行偏差修正，或依照预设要求，对所述第三数字信号进行缩放处理。具体的处理方式可根据实际需求进行调整，在此不做限定。
其中，依照预设要求，对数字信号进行缩放处理具体为：根据所述预设要求，选择对应的缩放因子；将对应数字信号乘以所述缩放因子，以得到经缩放的数字信号。其中，所述预设要求具体指的是所述模数转换器的后端器件的要求，因为模数转换器输出的数据和模数转换器的后端器件对应的数据单位不一致，因此需要将输出数据的单位转换为后端器件对应的数据单位；例如，后端器件对应的数据单位为伏特，就需要将模数转换器的输出数据的单位转换为伏特；例如，后端器件对应的数据单位为安培，就需要将模数转换器的输出数据的单位转换为安培；当然，后端器件对应的数据单位并不作为本发明的限制，后端器件对应的数据单位还可以为其他类型的单位。其转换的方式具体为：使输出数据乘以对应的缩放因子，完成对应的转换；其中，所述缩放因子可以为正整数也可以为小数，且不为负数；当所述缩放因子为正整数时，可扩大输出数据；当所述缩放因子为小数时，可缩小输出数据，所述缩放因子的具体数值会根据后端器件对应的单位来定，在此不做限定。其具有的有益效果为：可提高输出数据的准确度。同时，当所述缩放因子为小数时，可以通过增加所述缩放因子的小数位，来提高输出数据的精度。
其中，对所述第五数字信号进行偏差修正具体为：请参考图3
S41：获取第二偏移量；
S42：将对应数字信号减去所述第二偏移量。其中，若先对所述第三数字信号进行缩放处理，得到第四数字信号，再对所述第四数字信号进行偏差修正，则将所述第四数字信号减去所述第二偏移量，以得到修正后的数字信号；若先对所述第三数字信号进行偏差修正，则将所述第三数字信号减去所述第二偏移量，以得到所述第五数字信号。
作为一种具体实施方式，S41中所述获取第二偏移量，具体包括：
再次测量所述i个通道在没有输入信号的情况下的输出信号值，将该输出信号值作为所述第二偏移量。
本发明实施例提供了一种数据处理装置，用于实现所述采样数据处理方法，该装置包括：
模数转换器，用于选择包括第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到由i个数字信号组成的第一数字信号组；其中，i、n均为正整数，且2≤i≤n；
第一偏移校正单元，耦接至所述模数转换器的输出端；所述第一偏移校正单元用于对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，以修正每个数字信号的零输入偏差，得到第二数字信号组；
第一滤波单元，耦接至所述第一偏移校正单元的输出端；所述第一滤波单元用于对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，以去除噪声或抖动，得到第三数字信号；
二次校正单元，耦接至所述第一滤波单元的输出端；所述二次校正单元用于对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号；
存储单元，耦接至所述偏差修正单元；所述存储单元用于将修正后的数字信号作为第j通道的输出数据进行存储；其中，j为正整数，且1≤j≤n。
作为一种具体实施方式，所述第一偏移校正单元、第一滤波单元、二次校正单元、存储单元均可通过计算机实现，当然，也可以是例如MCU芯片一类的数据处理芯片，具体实现方式可以根据需求进行选择，在此不做限定。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，
所述存储器，用于存储代码和相关数据；
所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现所述采样数据处理方法。
本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的采样数据处理方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.一种采样数据处理方法，用于对n个通道的模数转换器的输出数据进行处理，其特征在于，该方法包括：
对于第j通道，选择包括所述第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到由i个数字信号组成的第一数字信号组；其中，i、j、n均为正整数，且1≤j≤n，2≤i≤n；
对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，以修正每个数字信号的零输入偏差，得到第二数字信号组；
对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，以去除噪声或抖动，以得到第三数字信号；
对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号；
将所述修正后的数字信号作为所述第j通道的输出数据进行存储；
其中，改变j的取值，重复上述步骤，直至所有n个通道的输出数据均获得并进行存储。
2.根据权利要求1所述的采样数据处理方法，其特征在于，对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，具体包括：
获取第一偏移量；
将所述第一数字信号组内的每个数字信号减去所述第一偏移量，以得到所述第二数字信号组。
3.根据权利要求2所述的采样数据处理方法，其特征在于，所述获取第一偏移量，具体包括：
测量所述i个通道在没有输入信号的情况下的输出信号值，将该输出信号值作为所述第一偏移量。
4.根据权利要求1所述的采样数据处理方法，其特征在于，对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，具体包括：
对所述第二数字信号组内所有数字信号求平均值，将所述平均值作为所述第三数字信号。
5.根据权利要求4所述的采样数据处理方法，其特征在于，所述平均值的类型具体包括：算术平均值或加权平均值。
6.根据权利要求1所述的采样数据处理方法，其特征在于，对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，具体包括：
对所述第二数字信号组内所有数字信号求中值，将所述中值作为所述第三数字信号。
7.根据权利要求1所述的采样数据处理方法，其特征在于，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
依照预设要求，对所述第三数字信号进行缩放处理，以得到第四数字信号；
对所述第四数字信号进行偏差修正，以得到所述修正后的数字信号。
8.根据权利要求1所述的采样数据处理方法，其特征在于，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
对所述第三数字信号进行偏差修正，以得到第五数字信号
依照预设要求，对所述第五数字信号进行缩放处理，以得到修正后的数字信号。
9.根据权利要求1所述的采样数据处理方法，其特征在于，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
对所述第三数字信号进行偏差修正，以得到所述修正后的数字信号。
10.根据权利要求1所述的采样数据处理方法，其特征在于，对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号，具体包括：
依照预设要求，对所述第三数字信号进行缩放处理，以得到所述修正后的数字信号。
11.根据权利要求7至9任一项所述的采样数据处理方法，其特征在于，对数字信号进行偏差修正，具体包括：
获取第二偏移量；
将对应的数字信号减去所述第二偏移量。
12.根据权利要求11所述的采样数据处理方法，其特征在于，所述获取第二偏移量包括：
再次测量所述i个通道在没有输入信号的情况下的输出信号值，将该输出信号值作为所述第二偏移量。
13.一种数据处理装置，用于实现权利要求1至12任一项所述的采样数据处理方法，其特征在于，该装置包括：
模数转换器，用于选择包括第j通道在内的任意i个通道对第一模拟信号进行采样和模数转换，以得到由i个数字信号组成的第一数字信号组；其中，i、n均为正整数，且2≤i≤n；
第一偏移校正单元，耦接至所述模数转换器的输出端；所述第一偏移校正单元用于对所述第一数字信号组内的所有数字信号进行第一偏移校正，以修正每个数字信号的零输入偏差，得到第二数字信号组；
第一滤波单元，耦接至所述第一偏移校正单元的输出端；所述第一滤波单元用于对所述第二数字信号组内的所有数字信号进行滤波处理，以去除噪声或抖动，得到第三数字信号；
二次校正单元，耦接至所述第一滤波单元的输出端；所述二次校正单元用于对所述第三数字信号进行二次校正，以对第三数字信号进行缩放和/或偏差修正，得到修正后的数字信号；
存储单元，耦接至所述二次校正单元；所述存储单元用于将修正后的数字信号作为第j通道的输出数据进行存储；其中，j为正整数，且1≤j≤n。
14.一种电子设备，其特征在于，包括处理器与存储器，
所述存储器，用于存储代码和相关数据；
所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现权利要求1-12任一项所述的采样数据处理方法。
15.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-12任一项所述的采样数据处理方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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