叠加信号采样装置及采样方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种叠加信号采样装置，其包括：信号接收模组、信号提取模组及信号输出模组。该信号接收模组用于接收叠加信号。该信号提取模组用于判断接收的叠加信号是否位于直流信号的预设阈值范围内，如果位于阈值范围内，则提取前一个接收的信号作为输出的直流信号，如果位于阈值范围外，则提取当前接收的信号作为输出的直流信号。该信号输出模组用于将该信号提取模组提取的直流信号进行整合后输出。本发明专利技术还涉及一种叠加信号采样方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号的采样装置及方法，特别涉及用于将直流信号与交流信号的叠加信号中的直流信号提取出来的采样装置及方法。
技术介绍
可寻址远程传感器高速通道(HighwayAddressable Remote Transducer, HART)的开放通信协议，是一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。HART装置提供具有相对低的带宽，适度响应时间的通信，HART技术在国内外已经趋于成熟，并已成为全球智能仪表的工业标准之一。HART协议采用基于贝尔(Bell) 202标准的频移键控(Frequency-shiftkeying, FSK)信号，在4_20mA直流模拟信号上叠加幅度为0.5mA的交流数字信号进行双向数字通讯，数据传输率为1.2kbps，代表“O”和“I”位值的交流数字信号频率分别为2200Hz和1200Hz。由于FSK信号的平均值为0，该低电平交流数字信号叠加在该4-20mA的直流模拟信号之上时，不会对该直流模拟信号造成任何干扰，保证了与现有模拟系统的兼容性。虽然该叠加在该直流信号上的交流信号在传输过程中不会对该直流信号造成任何干扰，但是当需要提取该叠加信号中的直流信号时会受到该交流信号的影响，以使提取后的直流信号与原始信号之间出现偏差。传统的数据采样方法可通过专门的数据处理硬件来提取该叠加信号中的直流信号，该方法虽然可提取精度较高的直流信号，但是由于引入了专门的硬件设备，故会造成成本的提高。另一些传统的方法中也有仅通过对已有的硬件进行编程来提取该直流信号，但大多提取的直流信号的精度仍然较低，达不到某些情况下对后续数据处理的要求。所以，需要提供一种新的来解决上述问题。
技术实现思路
现在归纳本专利技术的一个或多个方面以便于本专利技术的基本理解，其中该归纳并不是本专利技术的扩展性纵览，且并非旨在标识本专利技术的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本专利技术的一些概念。本专利技术在于提供一种叠加信号采样装置，用于提取叠加信号中的直流信号，该装置包括:用于接收叠加信号的信号接收模组；信号提取模组，用于判断接收的叠加信号是否位于直流信号的预设阈值范围内，如果位于阈值范围内，则提取前一个接收的信号作为输出的直流信号，如果位于阈值范围夕卜，则提取当前接收的信号作为输出的直流信号；及信号输出模组，用于将该信号提取模组提取的直流信号进行整合后输出。本专利技术还在于提供一种叠加信号采样方法，用于提取叠加信号中的直流信号，该方法包括:a)接收叠加信号；b)判断接收的叠加信号是否位于直流信号的预设阈值范围内，如果位于阈值范围内，则执行步骤c)，否则执行步骤d)；c)提取前一个接收的信号作为输出的直流信号；d)提取当前接收的信号作为输出的直流信号 '及e)将步骤c)及d)提取的直流信号进行整合后输出，返回步骤a)。相较于现有技术，本专利技术叠加信号采样装置及方法采用设定阈值范围的判断标准来确定提取的直流信号，此方法简单易行，且精度可通过调整预设的阈值范围进行调整。另夕卜，该采样装置及方法可以直接内嵌在该已有的数据处理系统中，而无需再另行专门配置专门的硬件设备，因而不会增加额外的成本。【附图说明】通过结合附图对于本专利技术的实施方式进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中:图1为一个HART协议信号的不意图。图2本专利技术叠加信号采样装置的一个较佳施方式的框图。图3本专利技术叠加信号采样方法的一个较佳施方式的流程图。图4示意了应用本专利技术对一时间段内的HART协议信号中的直流信号进行提取时不同阶段的示意图。图5示意了应用一种传统采样方法与应用本专利技术采样方法获得的直流信号的仿真比对图。图6为本专利技术叠加信号采样方法的另一个较佳施方式的流程图。【具体实施方式】以下将描述本专利技术的【具体实施方式】，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。请参考图1，为一个HART协议信号100的示意图。需要说明的是，本专利技术【具体实施方式】中仅给出了该HART协议信号100作为待处理信号的一个例子，其他实施方式中同样可以对其他类型的直流与交流叠加信号进行类似的信号处理，这里不作一一说明。可以知道的是，当待处理信号的类型变化时，本领域一般技术人员可以基于信号的变化作适应性的微调，如对信号阈值范围进行调整等，具体可根据实际需要进行调整。在图1的例子中，该HART协议信号100包括一个4_20mA的直流信号110及位于不同时间段叠加在该直流信号110上的交流信号120。由于本实施方式给出的例子为HART协议信号，故该直流信号HO的幅值范围位于4-20mA之间，而该交流信号120包括两个频段，即2200Hz和1200Hz频段，分别代表数字信号“O”和“1”，另外该交流信号120还可能包括两类信号，一类为命令信号(图中以“C”表示的时间段)，另一类为响应信号(图中以“R”表示的时间段)。在其他实施方式中，待处理的直流与交流叠加信号中的直流信号的幅值范围可以根据实际需要进行调整，交流信号的频率也可以根据实际需要进行调整，交流信号叠加在直流信号上的时间区间也可根据实际需要进行调整，不局限于某一种实施方式。请参考图2，为本专利技术叠加信号采样装置10的一个较佳施方式的框图。该叠加信号采样装置10包括一个信号接收模组12、一个信号滤波模组14、一个信号提取模组16及一个信号输出模组18。本实施方式中，上述各模组为各自独立的模组，在其他实施方式中，上述各模组中的任意两个或多个模组也可整合为一个模组，或其中任意一个模组也可以再进一步拆分为两个或多个子模组。在对HART协议信号100进行采样时，将分别对其上的直流信号及交流信号进行分别采样，以便根据获得的单独直流信号及单独交流信号进行后续的数据处理，例如根据直流信号中的某一时间段的参数变化调整对应装置的某项功能，由于后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叠加信号采样装置，用于提取叠加信号中的直流信号，其特征在于：该装置包括：用于接收叠加信号的信号接收模组；信号提取模组，用于判断接收的叠加信号是否位于直流信号的预设阈值范围内，如果位于阈值范围内，则提取前一个接收的信号作为输出的直流信号，如果位于阈值范围外，则提取当前接收的信号作为输出的直流信号；及信号输出模组，用于将该信号提取模组提取的直流信号进行整合后输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王利峰，吴小杰，杨贤红，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US