多通道数据采样方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种多通道数据采样方法、系统和装置，方法包括以下步骤：在当前采样通道对应的第一存储空间存满后，从当前采样通道切换至下一个采样通道，并控制存储空间切换至下一个采样通道对应的第二存储空间；其中，当前采样通道为各个采样通道中正在执行采样操作的通道，各个采样通道分别对应一个存储空间，各个采样通道的数据分别添加数据帧头后存入对应的存储空间；切换完成后，对所述第一存储空间内的数据进行傅里叶变换，提取所述第一存储空间内的数据的功率谱的强度和频率信息；若所述功率谱的强度和频率信息符合预设的条件，则将采样率设置为第一采样率对下一个采样通道的数据进行采样。

Multi channel data sampling method, system and device

The invention relates to a multi channel data sampling method, system and device, the method includes the following steps: in the first storage space corresponding to the full current sampling channel, channel sampling from the current sampling channel switching to the next, and control of the second storage space of storage space to switch to the next channel corresponding to the sampling; the current sampling channel for each sampling operation is performed in the channel channel, each sampling channel corresponding to a storage space, each sampling channel data to add the data header into the storage space respectively corresponding to the switch; after the completion of the first storage space of the data in the Fourier transform, the frequency and intensity of information extraction the power of the first storage space of the data within the spectrum information; if the intensity and frequency of the power spectrum in accordance with the preset conditions, will The sampling rate is set to the first sampling rate to sample the data of the next sampling channel.

【技术实现步骤摘要】
多通道数据采样方法、系统和装置
本专利技术涉及数字信号处理
，特别是涉及一种多通道数据采样方法、系统和装置。
技术介绍
随着电子信息技术的发展，大规模信号处理，尤其是多通道的阵列采集与处理的相关技术也蓬勃发展，通道的数量不断增多，采集与处理的数据量也不断增大。大规模阵列信号采集与处理正成为一个新兴的研究领域。现如今CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)、内存、GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)等器件的性能不断提升，后续数据处理能力显著增强，促使实际应用对前端链路的采样通道数，采样频率的要求也飞速增长，由此迫切地需要在有限的存储空间内存储更多时长的有用信号，节省系统资源、控制系统成本，提高整个系统的工作效率、应用范围。目前所用的阵列采集技术常分为下述两种机制：一是采用“一个ADC(AnalogtoDigitalConverter，模数转换器)对应一路通道”的方式，显然不适合大规模阵列采集的情况；二是使用“一个ADC对应多路通道，由同步时钟控制通道切换与存储空间切换”。这种方式对于ADC的采样频率，各种切换的时间，不同存储空间的指定等操作的时序协同需要严格的控制，造成了系统资源的消耗，资源利用率低。
技术实现思路
基于此，有必要针对资源利用率低的问题，提供一种多通道数据采样方法、系统和装置。一种多通道数据采样方法，包括以下步骤：在当前采样通道对应的第一存储空间存满后，从当前采样通道切换至下一个采样通道，并控制存储空间切换至下一个采样通道对应的第二存储空间；其中，当前采样通道为各个采样通道中正在执行采样操作的通道，各个采样通道分别对应一个存储空间，各个采样通道的数据分别添加数据帧头后存入对应的存储空间；切换完成后，对所述第一存储空间内的数据进行傅里叶变换，提取所述第一存储空间内的数据的功率谱的强度和频率信息；若所述功率谱的强度和频率信息符合预设的条件，则将采样率设置为第一采样率对下一个采样通道的数据进行采样。一种多通道数据采样系统，包括：切换模块，用于在当前采样通道对应的第一存储空间存满后，从当前采样通道切换至下一个采样通道，并控制存储空间切换至下一个采样通道对应的第二存储空间；其中，当前采样通道为各个采样通道中正在执行采样操作的通道，各个采样通道分别对应一个存储空间，各个采样通道的数据分别添加数据帧头后存入对应的存储空间；判断模块，用于切换完成后，对所述第一存储空间内的数据进行傅里叶变换，提取所述第一存储空间内的数据的功率谱的强度和频率信息；采样模块，用于若所述功率谱的强度和频率信息符合预设的条件，则将采样率设置为第一采样率对下一个采样通道的数据进行采样。一种多通道数据采样装置，包括：切换开关，模数转换模块，地址选择器，存储空间，加帧头电路，时钟发生器，计数器和触发电路；后级数据处理单元向触发电路发送片段接收完成标志，触发电路收到该片段接收完成标志后，根据上次轮询中从存储空间输入的数据调整采样率，并通过控制时钟发生器改变模数转换模块的采样率进行采样，采样数据通过切换开关存进对应的存储空间并由加帧头电路补充帧头信息，计数器计满时发出计满标志，触发电路、切换开关、地址选择器进行异步握手切换至下一采样通道与对应存储空间，触发电路通过下一采样通道上次轮询结果调整采样率，输出片段存满标志到后级数据处理单元，并接收后级数据处理单元返回的片段接收完成标志。与现有技术相比，本专利技术的多通道数据采样方法、系统和装置，每个采样通道对应一个存储空间，采样时，若当前采样通道对应的存储空间存满，则将当前采样通道切换至下一个通道，并将存储空间切换至下一个通道对应的存储空间，并在有用信号到来后以高频率采样，在有用信号未到来时以低频率采样，可以在不增多ADC的情况下拓展采样通道，在不增加现有存储空间的情况下拓展采样时长，具有效率高，稳定性强，存储空间利用率高的特点。附图说明图1为一个实施例的多通道数据采样方法流程图；图2(a)为一个实施例的多通道数据采样方法的程序流图；图2(b)为一个实施例的通道切换的程序流图；图3为一个实施例的多通道数据采样系统的结构示意图；图4为一个实施例的多通道数据采样装置的结构示意图；图5为一个实施例的触发电路的结构示意图；图6为一个实施例的多通道数据采样装置的应用示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行说明。如图1所示，本专利技术提供一种多通道数据采样方法，可包括以下步骤：S1，在当前采样通道对应的第一存储空间存满后，从当前采样通道切换至下一个采样通道，并控制存储空间切换至下一个采样通道对应的第二存储空间；其中，当前采样通道为各个采样通道中正在执行采样操作的通道，各个采样通道分别对应一个存储空间，各个采样通道的数据分别添加数据帧头后存入对应的存储空间；在本步骤中，采样通道可以包括[C1(n)-Ci(n)-CN(n)]，所述采样通道[C1(n)-Ci(n)-CN(n)]可分别对应存储空间[M1(n)-Mi(n)-MN(n)]。其中，N为通道总数量，i＝1,2，...，N。n为轮询次数。通道Ci(n)的数据对应存入存储空间Mi(n)，依次轮询往复。假设当前采样通道为Ci(n)，可判断采样通道Ci(n)是否存满。若存满则控制采样通道切换至下一个采样通道Ci+1(n)，当切换到Ci+1(n)通道成功后可控制存储空间切换至对应的存储空间Mi+1(n)。若未存满，则可以继续以当前采样通道Ci(n)采样，并返回判断当前采样通道对应的第一存储空间是否存满的步骤。在一个实施例中，可以对采样数据添加数据帧头后进行存储，若采样数据存满一个片段，向后级数据处理单元发送片段存满标志，并等待后续数据处理单元返回的片段接收完成标志，在接收到所述片段接收完成标志之后，返回判断当前采样通道对应的第一存储空间是否存满的步骤。S2，切换完成后，对所述第一存储空间内的数据进行傅里叶变换，提取所述第一存储空间内的数据的功率谱的强度和频率信息；从该功率谱所体现的强度和频率信息中可以获知有用信号是否到达采样通道。S3，若所述功率谱的强度和频率信息符合预设的条件，则将采样率设置为第一采样率对下一个采样通道的数据进行采样。若所述功率谱的强度和频率信息符合预设的条件，则表明有用信号到达。此时，可以将采样率设置为第一采样率对所述下一个采样通道的数据进行采样。所述预设的条件可以是功率谱强度大于预设值，或者频率处于预设范围内等等。反之，若所述功率谱的强度和频率信息不符合预设的条件，则表明有用信号未到达。此时，可以将采样率设置为第二采样率对下一个采样通道的数据进行采样；其中，所述第二采样率小于所述第一采样率。所述第二采样率的倒数(即采样时间间隔)大于有用信号的最小重复周期。在有用信号未到达时，以低速率进行采样，在有用信号到来时，以高速率进行采样，可以有效节约系统资源。在一个实施例中，可将系统启动后进行第一次采样时的采样率设为所述第二采样率。当前存储空间Mi(n)可包括数据帧头以及从当前通道所采集的数据。数据帧头可包含以下信息：当前数据对应的通道号Ci(n)；当前通道采集时所用到的采样率Fs；当前的相对时间刻度dtn；轮询到该通道的次数n。以备数据反演时使用。每一次采集后存入当前存储空间Mi(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道数据采样方法，其特征在于，包括以下步骤：在当前采样通道对应的第一存储空间存满后，从当前采样通道切换至下一个采样通道，并控制存储空间切换至下一个采样通道对应的第二存储空间；其中，当前采样通道为各个采样通道中正在执行采样操作的通道，各个采样通道分别对应一个存储空间，各个采样通道的数据分别添加数据帧头后存入对应的存储空间；切换完成后，对所述第一存储空间内的数据进行傅里叶变换，提取所述第一存储空间内的数据的功率谱的强度和频率信息；若所述功率谱的强度和频率信息符合预设的条件，则将采样率设置为第一采样率对下一个采样通道的数据进行采样。

【技术特征摘要】
1.一种多通道数据采样方法，其特征在于，包括以下步骤：在当前采样通道对应的第一存储空间存满后，从当前采样通道切换至下一个采样通道，并控制存储空间切换至下一个采样通道对应的第二存储空间；其中，当前采样通道为各个采样通道中正在执行采样操作的通道，各个采样通道分别对应一个存储空间，各个采样通道的数据分别添加数据帧头后存入对应的存储空间；切换完成后，对所述第一存储空间内的数据进行傅里叶变换，提取所述第一存储空间内的数据的功率谱的强度和频率信息；若所述功率谱的强度和频率信息符合预设的条件，则将采样率设置为第一采样率对下一个采样通道的数据进行采样。2.根据权利要求1所述的多通道数据采样方法，其特征在于，还包括以下步骤：若所述功率谱的强度和频率信息不符合预设的条件，将采样率设置为第二采样率对下一个采样通道的数据进行采样；其中，所述第二采样率小于所述第一采样率。3.根据权利要求1所述的多通道数据采样方法，其特征在于，在从当前采样通道切换至下一个采样通道前，还包括：判断当前采样通道对应的第一存储空间是否存满；若存满，执行从当前采样通道切换至下一个采样通道的操作；若未存满，保持当前采样通道继续采样。4.根据权利要求3所述的多通道数据采样方法，其特征在于，还包括以下步骤：对采样数据添加数据帧头后进行存储；若采样数据存满一个片段，向后级数据处理单元发送片段存满标志，并等待后续数据处理单元返回的片段接收完成标志；在接收到所述片段接收完成标志之后，返回判断当前采样通道对应的第一存储空间是否存满的步骤。5.根据权利要求1所述的多通道数据采样方法，其特征在于，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵明剑，黄三伟，李泽婷，陈梓庆，郑子瑶，刘乃新，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44