《電子技術(shù)應(yīng)用》
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測量儀器中的各種波形抽取方式

2016-05-11
來源:ZLG致遠電子

  幾乎所有需要進行波形顯示的測量儀器都面臨一個問題:待顯示的波形片段中的采樣點數(shù)不等于屏幕顯示區(qū)域的像素數(shù),,在這樣的情況下,,如何把波形繪制到顯示區(qū)域中去,?本文將為你介紹一下解決這一問題的幾種方案,。

  第一種情況:波形片段中的采樣點數(shù)大于屏幕顯示區(qū)域的像素數(shù),,在不同情況下,,使用的抽取方案不同,。

  1.等間隔抽取

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  圖1  等間隔抽取

  這其實就是一個如何把大量波形壓縮到特定點數(shù)的問題,,針對這個問題我們很自然就可以想到采用等間隔波形抽取,。以波形片段的采樣點數(shù)與屏幕點數(shù)的固定比例,,等間隔地抽取采樣點,,抽出來的采樣點顯示到屏幕上。這種方案優(yōu)點在于實現(xiàn)簡單且能反應(yīng)波形的大致輪廓,,適用于較低頻率的信號,,缺點在于對于太高頻的信號,峰值會被過濾掉,,無法反映信號的峰值,。

  2.峰值抽取

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  圖2  峰值抽取

  峰值抽取是把波形原始采樣片段分成若干組,如圖所示分成了5組,,每組分別比較出最大值和最小值作為抽取點,,并保持這兩個點的先后順序關(guān)系。這種抽取方法針對高頻信號,,優(yōu)點在于找出峰值,,但不保證相鄰兩點之間的時間間隔相等。

  3.均值抽取

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  圖3  均值抽取

  均值抽取同樣把原始采樣波形分成若干段,,每段各自算出平均值,,作為該段的抽取點。這種方案可以認為是前兩種方案的折中,,通過求均值,,既保證相鄰點之間的時間間隔均等,又盡可能使抽取波形與原波形保持一致,;但是也存在對于太高頻的信號,,峰值會被過濾掉,無法反映信號的峰值,。

  我們再來看第二種情況:波形片段中的采樣點數(shù)少于屏幕顯示區(qū)域的像素數(shù),。

  這種情況就需要在采樣點間填充虛構(gòu)的采樣點來解決。

  1.直接填充

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  圖4  直接填充

  在需要填充虛構(gòu)采樣點的位置上,,直接復制前面一個真實采樣點,。這種方案實現(xiàn)簡單,缺點在于會使波形呈階梯狀,,不真實,。

  2.線性填充

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  圖5  線性填充

  線性填充先連接相鄰的采樣點,然后從這條相鄰的連接線的對應(yīng)位置上找到填充的點,。這種方案不會產(chǎn)生第一種方案中的階梯,,但還是會人為地產(chǎn)生了非線性現(xiàn)象。

  3.正弦填充

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  圖6 正弦填充

  正弦填充又叫正弦插值,,用于高速采樣時對信號的還原,,具體實施方式需要用到濾波手段。這種方案實現(xiàn)方法較前兩種復雜,但較好避免了非線性現(xiàn)象,。


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