一种数字信号的识别方法技术

本发明专利技术公开了一种数字信号的识别方法，涉及数据分析技术领域，包括偏置采样、查找线段、线段分类、识别跳变、识别上下拉、滤波识别及信号判断共七个步骤，本发明专利技术基于数字信号的特点，通过采集多段波形数据，信号识别准确度高；判断方法简单，该方法中的各个识别参数值可根据具体情况做出更改，以适应不同情况下的数据波形的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种数字信号的识别方法
本专利技术涉及数据分析
，具体涉及一种数字信号的识别方法。
技术介绍
通常在采集数据的过程中，采集的信号波形分为两种：模拟信号和数字信号。模拟信号与数字信号的本质区别就是模拟信号是连续变化的，而数字信号是不同电平值之间的变化。现有的信号识别过程一般较为复杂和繁琐，识别速度和精度不能达到一个很好的平衡值，造成分析效率较低，不适应当今社会的发展需要。现有的电子设备或电路板的数字接口识别一般较为困难，特别在对某件产品未知的情况下，就目前的设备而言，难以准确和快速地检测出数字接口的类型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种数字信号的识别方法，以解决现有技术中导致的上述缺陷。一种数字信号的识别方法，包括如下步骤：(1)偏置采样设置示波器通道的参考地与被测对象地线之间的电压差为X伏，然后采集一段电压波形作为待检波形；(2)查找线段设置取样点间隔＝M，即相邻两个取样点的索引值之差，也就是每隔M-1个实际采集点取样一次；取样点个数＝N＝取样段数+1，相邻两个取样点之间的数据为一段取样；取样点离散值＝0.1V，任一取样点的电压值与所有取样点的平均电压值之差的绝对值，用于判断取样的有效性；滤波点数＝3，用于查找线段的起始点和结束点时，防止干扰产生的个别实际采集点影响查找的准确性；按照索引值由小到大的顺序，从待检波形中提取这N个点记为：a1,a2,a3,a4……aN，假设a1点为采集到的第一个数据点，设置取样点间隔为M个点，这样a1＝第1个实际采集点；a2＝第M+1个实际采集点；a3＝第2M+1个实际采集点；a4＝第3M+1个实际采集点……，以此类推；如果满足以下条件：|a1-(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V(取样点离散值)；且|a2-(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V(取样点离散值)；……且|aN-(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V(取样点离散值)；除a1≤a2≤……≤aN或a1≥a2≥……≥aN(不包括a1＝a2＝……＝aN)；则表示找到的a1、a2……aN取样点有效；相反，如果取样点无效，则所有取样点的索引值+1，即a1＝第2个实际采集点；a2＝第M+2个实际采集点；a3＝第2M+2个实际采集点；a4＝第3M+2个实际采集点……，然后重复上述步骤，直到所有条件同时满足，(a1+a2+a3+……+aN)/N即为该条线段的平均电压值L，然后从a1和aN点分别向前找到a1’和向后找到aN’；其中：a1’满足其前面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为第1个实际采集点为线段的起始点，aN’满足其后面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为最后1个实际采集点为线段的结束点；此时找到的a1’和aN’即为线段的起始和结束点；同理，使用上述方法从aN’之后的待检波形中找出所有的线段；本步骤中，首先，通过相同间隔的取样点之间的关系以及分别与所有取样点平均值的关系，找到一条水平的线段；然后，逐个实际采集点向水平线段两端延伸的方法去找此线段的起始点和结束点；最后，通过滤波点数屏蔽掉干扰，找到线段真正的起始点和结束点；(3)线段分类默认设置：线段的合并电压差＝0.1V，任一与参考线段的平均电压值之差的绝对值≤0.1V的线段，都可以合并为同一类线段，假设从待检波形中共找到了n条线段，它们的线段平均电压值分别是：L1、L2……Ln，从L1开始合并，首先判断L2能不能合并，如果条件|L1-L2|≤0.1V，即可合并，假设L2满足合并条件，再来合并L3，判断条件为：|L1-L3|≤0.1V是否成立，假设以上条件不成立，那么L3不能合并，暂时保留，继续合并L4，判断条件为：|L1-L4|≤0.1V是否成立，如果上述条件成立，即可合并L4；依次类推，合并到最后的Ln，即可得到第1类线段平均电压值；再进行第二轮的合并，将第一轮合并后剩下的所有线段，从最前面的线段依次向后合并到最后面的线段，即可得到第2类线段平均电压值；依次类推直到所有的线段不能再合并为止，即可得出线段平均电压值种类的数量；如果线段平均电压值种类的数量满足2≤线段平均电压值种类≤3为可疑数字信号，否则就是非数字信号，识别结束；本步骤中，选取一条线段的线段平均电压值为参考，所有与此线段平均电压值之差的绝对值≤0.1V的线段，即可合并为同一类；(4)识别跳变默认设置：线段平均电压值之差＝0.3V，线段平均电压值之差也就是相邻两条线段的平均电压值之差的绝对值；1ns≤线段间隔≤30nS，线段间隔也就是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点之间的时间差；判断跳变的条件：线段平均电压值之差≥0.3V，计算方法是：aN’所在线段的平均电压值L1与b1’所在线段的平均电压值L2之差的绝对值，即|L1–L2|≥0.3V；时间间隔，由于采样速度决定了数据点之间的时间间隔，所以aN’和b1’之间数据点的间隔数×数据点之间的时间间隔就是aN’和b1’之间的时间间隔；计算方法是：|aN’的索引值-b1’的索引值|×1nS(采集一个点的用时)，即1ns≤|aN’的索引值-b1’的索引值|×1nS≤30nS；如果满足跳变条件：|L1–L2|≥0.3V且1ns≤|aN’的索引值-b1’的索引值|×1nS≤30nS，则表示跳变条件识别成功1次，以此向后判断第二条线段与第三条线段是否存在跳变，一直识别到待检波形的最后一条线段为止；不断累计次数；本步骤中，线段平均电压值之差|L1–L2|≥0.3V是根据二极管典型的最小管压降，也就是锗管的0.3V来设置的；1ns≤线段间隔≤30nS是根据数字信号的典型特征和试验数据拿捏来的，具有识别的典型性；(5)识别上下拉默认设置：线段电压值之差＝0.3V，线段电压值之差也就是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点的电压值之差的绝对值；200ns≤线段间隔≤10000nS，线段间隔还是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点之间的时间差；上拉面积比＝1.000000，下拉面积比＝1.000000，上拉/下拉面积比等于上升/下降沿面积与三角形面积(上升/下降沿处的三角形)的比值；判断上下拉，相邻线段之间的变化满足共同前提条件：线段电压值之差：|aN’的电压值-b1’的电压值|≥0.3V；时间间隔：200ns≤|aN’的索引值-b1’的索引值|×10nS≤10000nS后，电压值由低向高变化时，上升沿面积/三角形面积≥1.000000，即为满足上拉条件1次，不断累计次数；相反，电压值由高向低变化时，下降沿面积/三角形面积≤1.000000，即为满足下拉条件1次，不断累计次数；其中：上升沿面积＝(aN’的电平值+(aN’+1)的电平值-2aN’(起点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2+((aN’+1)的电平值+(aN’+2)的电平值-2aN’(起点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2+……+((b1’-1)的电平值+b1’的电平值-2aN’(起点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2；下降沿面积＝(aN’的电平值+(aN’+1)的电平值-2b1’(终点/低点电平值))×10nS(采样间隔)/2+((本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字信号的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)偏置采样设置示波器通道的参考地与被测对象地线之间的电压差为X伏，然后采集一段电压波形作为待检波形；(2)查找线段设置取样点间隔＝M，即相邻两个取样点的索引值之差，也就是每隔M‑1个实际采集点取样一次；取样点个数＝N＝取样段数+1，相邻两个取样点之间的数据为一段取样；取样点离散值＝0.1V，任一取样点的电压值与所有取样点的平均电压值之差的绝对值，用于判断取样的有效性；滤波点数＝3，用于查找线段的起始点和结束点时，防止干扰产生的个别实际采集点影响查找的准确性；按照索引值由小到大的顺序，从待检波形中提取这N个点记为：a1,a2,a3,a4……aN，假设a1点为采集到的第一个数据点，设置取样点间隔为M个点，这样a1＝第1个实际采集点；a2＝第M+1个实际采集点；a3＝第2M+1个实际采集点；a4＝第3M+1个实际采集点……，以此类推；如果满足以下条件：|a1‑(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；且|a2‑(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；……且|aN‑(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；除a1≤a2≤……≤aN或a1≥a2≥……≥aN，不包括a1＝a2＝……＝aN；则表示找到的a1、a2……aN取样点有效；相反，如果取样点无效，则所有取样点的索引值+1，即a1＝第2个实际采集点；a2＝第M+2个实际采集点；a3＝第2M+2个实际采集点；a4＝第3M+2个实际采集点……，然后重复上述步骤，直到所有条件同时满足，(a1+a2+a3+……+aN)/N即为该条线段的平均电压值L，然后从a1和aN点分别向前找到a1’和向后找到aN’；其中：a1’满足其前面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为第1个实际采集点为线段的起始点，aN’满足其后面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为最后1个实际采集点为线段的结束点；此时找到的a1’和aN’即为线段的起始和结束点；同理，使用上述方法从aN’之后的待检波形中找出所有的线段；(3)线段分类默认设置：线段的合并电压差＝0.1V，任一与参考线段的平均电压值之差的绝对值≤0.1V的线段，都可以合并为同一类线段，假设从待检波形中共找到了n条线段，它们的线段平均电压值分别是：L1、L2……Ln，从L1开始合并，首先判断L2能不能合并，如果条件|L1‑L2|≤0.1V，即可合并，假设L2满足合并条件，再来合并L3，判断条件为：|L1‑L3|≤0.1V是否成立，假设以上条件不成立，那么L3不能合并，暂时保留，继续合并L4，判断条件为：|L1‑L4|≤0.1V是否成立，如果上述条件成立，即可合并L4；依次类推，合并到最后的Ln，即可得到第1类线段平均电压值；再进行第二轮的合并，将第一轮合并后剩下的所有线段，从最前面的线段依次向后合并到最后面的线段，即可得到第2类线段平均电压值；依次类推直到所有的线段不能再合并为止，即可得出线段平均电压值种类的数量；如果线段平均电压值种类的数量满足2≤线段平均电压值种类≤3为可疑数字信号，否则就是非数字信号，识别结束；(4)识别跳变默认设置：线段平均电压值之差＝0.3V，线段平均电压值之差也就是相邻两条线段的平均电压值之差的绝对值；1ns≤线段间隔≤30nS，线段间隔也就是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点之间的时间差；判断跳变的条件：线段平均电压值之差的绝对值≥0.3V，计算方法是：aN’所在线段的平均电压值L1与b1’所在线段的平均电压值L2之差的绝对值，即|L1–L2|≥0.3V；时间间隔，由于采样速度决定了数据点之间的时间间隔，所以aN’和b1’之间数据点的间隔数×数据点之间的时间间隔就是aN’和b1’之间的时间间隔；计算方法是：|aN’的索引值‑b1’的索引值|×1nS，即1ns≤|aN’的索引值‑b1’的索引值|×1nS≤30nS；如果满足跳变条件：|L1–L2|≥0.3V且1ns≤|aN’的索引值‑b1’的索引值|×1nS≤30nS，则表示跳变条件识别成功1次，以此向后判断第二条线段与第三条线段是否存在跳变，一直识别到待检波形的最后一条线段为止；不断累计次数；(5)识别上下拉默认设置：线段电压值之差＝0.3V，线段电压值之差也就是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点的电压值之差的绝对值；200ns≤线段间隔≤10000nS，线段间隔还是前一条线段结尾的aN’点与后一条线段开头的b1’点之间的时间差；上拉面积比＝1.000000，下拉面积比＝1.000000，上拉/下拉面积比等于上升/下降沿面积与三角形面积的比值；判断上下拉，相邻线段之间的变化满足共同前提条件：线段电压值之差：|aN’...

【技术特征摘要】
1.一种数字信号的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)偏置采样设置示波器通道的参考地与被测对象地线之间的电压差为X伏，然后采集一段电压波形作为待检波形；(2)查找线段设置取样点间隔＝M，即相邻两个取样点的索引值之差，也就是每隔M-1个实际采集点取样一次；取样点个数＝N＝取样段数+1，相邻两个取样点之间的数据为一段取样；取样点离散值＝0.1V，任一取样点的电压值与所有取样点的平均电压值之差的绝对值，用于判断取样的有效性；滤波点数＝3，用于查找线段的起始点和结束点时，防止干扰产生的个别实际采集点影响查找的准确性；按照索引值由小到大的顺序，从待检波形中提取这N个点记为：a1,a2,a3,a4……aN，假设a1点为采集到的第一个数据点，设置取样点间隔为M个点，这样a1＝第1个实际采集点；a2＝第M+1个实际采集点；a3＝第2M+1个实际采集点；a4＝第3M+1个实际采集点……，以此类推；如果满足以下条件：|a1-(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；且|a2-(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；……且|aN-(a1+a2+……+aN)/N|≤0.1V；除a1≤a2≤……≤aN或a1≥a2≥……≥aN，不包括a1＝a2＝……＝aN；则表示找到的a1、a2……aN取样点有效；相反，如果取样点无效，则所有取样点的索引值+1，即a1＝第2个实际采集点；a2＝第M+2个实际采集点；a3＝第2M+2个实际采集点；a4＝第3M+2个实际采集点……，然后重复上述步骤，直到所有条件同时满足，(a1+a2+a3+……+aN)/N即为该条线段的平均电压值L，然后从a1和aN点分别向前找到a1’和向后找到aN’；其中：a1’满足其前面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为第1个实际采集点为线段的起始点，aN’满足其后面连续有3个及3个以上的点与线段平均电压值之差的绝对值大于0.1V，没有找到则认为最后1个实际采集点为线段的结束点；此时找到的a1’和aN’即为线段的起始和结束点；同理，使用上述方法从aN’之后的待检波形中找出所有的线段；(3)线段分类默认设置：线段的合并电压差＝0.1V，任一与参考线段的平均电压值之差的绝对值≤0.1V的线段，都可以合并为同一类线段，假设从待检波形中共找到了n条线段，它们的线段平均电压值分别是：L1、L2……Ln，从L1开始合并，首先判断L2能不能合并，如果条件|L1-L2|≤0.1V，即可合并，假设L2满足合并条件，再来合并L3，判断条件为：|L1-L3|≤0.1V是否成立，假设以上条件不成立，那么L3不能合并，暂时保留，继续合并L4，判断条件为：|L1-L4|≤0.1V是否成立，如果上述条件成立，即可合并L4；依次类推，合并到最后的Ln，即可得到第1类线段平均电压值；再进行第二轮的合并，将第一轮合并后剩下的所有线段，从最前面的线段依次向后合并到最后面的线段，即可得到第2类线段平均电压值；依次类推直到所有的线段不能再合并为止，即可得出线段平均电压值种类的数量；如果线段平均电压值种类的数量满足2≤线段平均电压值种类≤3为可疑数字信号，否则就是非数字信号，识别结束；(4)识别跳变默认设置：线段平均电压值之差＝0.3V，线段平均电压值之差也就是相邻两...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁大良，丁小良，
申请(专利权)人：丁大良，
类型：发明
国别省市：重庆,50