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基于压缩传感理论的随机等效采样信号的重构

仪器仪表学报 2011年第2期32卷 247-251页

作者：赵贻玖戴志坚王厚军电子科技大学自动化工程学院成都611731

随机等效采样技术通过对周期信号进行多次随机时间间隔取样,以时间间隔为序排列采样数据,形成具有较高等效采样率的波形。然而,由于时间间隔的非均匀性,很难采集到足够的有效信号重构原始波形。为了克服这种信息不足引起的重构误差,提... 详细信息

随机等效采样技术通过对周期信号进行多次随机时间间隔取样,以时间间隔为序排列采样数据,形成具有较高等效采样率的波形。然而,由于时间间隔的非均匀性,很难采集到足够的有效信号重构原始波形。为了克服这种信息不足引起的重构误差,提出了一种基于压缩传感理论的随机等效采样信号重构方法,构造了随机等效采样测量矩阵。该方法能够对周期信号以低于信号奈奎斯特频率的采样率进行随机采样,通过最优化问题从有限的采样值中重构原始信号。最后通过实验对该方法的可行性进行了验证。

关键词：随机等效采样稀疏性随机投影压缩传感

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随机等效采样算法在数字存储示波器上的实现

制造业自动化 2011年第24期33卷 59-61,65页

作者：韩红芳孙守昌常州大学常州213016

由于受Nyquist采样定理的制约,数字示波器的测量信号带宽受到一定的限制。文中介绍了一种基于低速器件的高速数据采集技术——随机等效采样在数字示波器上的实现。给出了随机等效排序算法,提出了一次等效采样结束的判断方法。在开发400... 详细信息

由于受Nyquist采样定理的制约,数字示波器的测量信号带宽受到一定的限制。文中介绍了一种基于低速器件的高速数据采集技术——随机等效采样在数字示波器上的实现。给出了随机等效排序算法,提出了一次等效采样结束的判断方法。在开发400MHz高速数字存储示波器上,等效采样率达到10GSPS,时间测量分辨率达到100ps。文中给出了实时采样波形图和等效后的波形图。

关键词：随机等效采样随机等效排序高速数字存储示波器

基于时间鉴别的随机等效采样短时时间测量方法

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仪表技术与传感器 2016年第11期 114-117,122页

作者：杜秀丽李世鑫邱少明陈波大连大学通信与网络重点实验室辽宁大连116622 大连大学信息工程学院辽宁大连116622

针对随机等效采样触发点与下一采样点间的短时时间测量存在测量精度不高、电路复杂问题,提出基于时间鉴别的短时时间测量方法。首先,构建基于边沿检测与窄脉冲扩展的时间鉴别电路,对短时间扩展以满足测量要求;其次,设计测时电路,将时间... 详细信息

针对随机等效采样触发点与下一采样点间的短时时间测量存在测量精度不高、电路复杂问题,提出基于时间鉴别的短时时间测量方法。首先,构建基于边沿检测与窄脉冲扩展的时间鉴别电路,对短时间扩展以满足测量要求;其次,设计测时电路,将时间转化为电压进行测量,以提高测量精度。最后,搭建基于FPGA的随机等效采样短时时间测量实验系统。测试表明:该方法测量精度高且电路简单,采样系统波形重构效果好,满足了随机等效采样短时时间的测量需求。

关键词：随机等效采样短时时间测量时间鉴别电路测时电路

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一种新型随机等效采样的实现方法

仪表技术与传感器 2010年第7期 108-110页

作者：石明江张禾何道清西南石油大学电子信息工程学院四川成都610500

随着现代电子技术的发展,测试手段的提高,开发人员对数字存储示波器的采样率提出了更高要求。为了解决高速数据采集成本高的问题,提出了随机等效采样技术,并利用游标卡尺原理实现对触发时刻与下一采样时钟的时间测量,完成了等效采样率为... 详细信息

随着现代电子技术的发展,测试手段的提高,开发人员对数字存储示波器的采样率提出了更高要求。为了解决高速数据采集成本高的问题,提出了随机等效采样技术,并利用游标卡尺原理实现对触发时刻与下一采样时钟的时间测量,完成了等效采样率为10 G的采集模块的设计。该模块主要由触发时钟产生模块、采样时钟产生模块、等效采样测时模块与数据存储模块组成。该技术具有较高的实用性,并已应用于产品中。

关键词：随机等效采样游标法数字存储示波器

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基于FPGA的随机等效采样模块设计

电测与仪表 2009年第6期46卷 17-20页

作者：金星黄伟中国地质大学机电学院武汉430074

随着电子技术的不断发展,各种仪表对高频模拟信号处理能力的要求越来越高。针对目前高速率数模转换芯片的需求与实际的芯片制造工艺及其成本之间的矛盾,本文介绍了随机等效采样的原理,并利用FPGA的内部资源和自下而上的设计方法,实现了... 详细信息

随着电子技术的不断发展,各种仪表对高频模拟信号处理能力的要求越来越高。针对目前高速率数模转换芯片的需求与实际的芯片制造工艺及其成本之间的矛盾,本文介绍了随机等效采样的原理,并利用FPGA的内部资源和自下而上的设计方法,实现了实时采样速率50M、等效采样速率1.6G的模块。该模块包括采样触发模块、采样时钟产生模块、短时间测量模块、采样数据暂存模块,并给出了通用兼容的接口。该设计的各个子模块以及顶层模块通过仿真验证,整个模块能够集成到各种信号采集系统中,具有一定的参考价值。

关键词： FPGA 随机等效采样锁相环模数转换

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高速信号随机等效采样方法研究

高速信号随机等效采样方法研究

作者：李世鑫大连大学

学位级别：硕士

随着现代数字信号处理技术的飞速发展,对高速信号的采样需求越来越多。随机等效采样不受奈奎斯特采样定理的限制,可以用较低的采样速率实现更高速的等效采样速率,显著降低了采样系统复杂度和硬件成本,因而使其广泛应用于高速信号采集与... 详细信息

随着现代数字信号处理技术的飞速发展,对高速信号的采样需求越来越多。随机等效采样不受奈奎斯特采样定理的限制,可以用较低的采样速率实现更高速的等效采样速率,显著降低了采样系统复杂度和硬件成本,因而使其广泛应用于高速信号采集与处理领域。本文针对现有随机等效采样中存在着触发点与其后第一个采样点间的短时时间测量误差较大问题与对没有采样到的波形位置点插值处理的实时性和准确性无法得到满足问题,开展基于高速信号随机等效采样方法研究。所做工作主要分为以下方面:首先,分析了随机等效采样的国内外研究现状及其基本原理,较为详细地阐述了短时时间测量原理、采样数据排序原理以及信号波形的内插显示技术。其次,提出了基于时间鉴别的短时时间测量方法。针对现有随机等效采样短时时间测量精度不高的问题,构建了基于边沿检测与窄脉冲扩展的时间鉴别FPGA电路,对短时间扩展以满足测量要求;设计了测时电路,将时间转化为电压进行测量,以提高测量精度。测试表明,该方法测量精度高且电路简单,满足了随机等效采样短时时间的测量需求。再次,提出了基于权函数的线性插值算法。针对现有的线性插值算法在满足插值实时性的同时存在插值误差较大的问题,通过设计一个权函数将本次插值区间的线性插值函数与相邻插值区间的线性插值函数结合,从而在本次插值区间里构建出一个加权的线性插值函数。实验数据分析表明,与二阶Lagrange插值算法相比,该算法提高了插值算法精度和实时性。最后,研制了便携式以太网眼图测试设备改进样机。通过对现有基于实时采样的便携式以太网眼图测试设备的硬件和软件平台进行改进,实现了随机等效采样方法。分别使用改进样机与现有设备对百兆以太网进行测试,测试表明,改进样机可以更准确实现对百兆以太网采样。

关键词：随机等效采样短时时间测量线性插值算法时间鉴别权函数

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基于随机等效采样的交流毫伏表设计

基于随机等效采样的交流毫伏表设计

作者：符坤华中师范大学

学位级别：硕士

数字交流毫伏表是电子测量和科学研究实验中不可缺少的工具,由于其具有读数方便、测量准确等特点,广泛应用于学校、工厂和科研单位。随着对测量要求的进一步提高,如何提高数字交流毫伏表的带宽和精度是研究交流毫伏表的重要内容。基于... 详细信息

数字交流毫伏表是电子测量和科学研究实验中不可缺少的工具,由于其具有读数方便、测量准确等特点,广泛应用于学校、工厂和科研单位。随着对测量要求的进一步提高,如何提高数字交流毫伏表的带宽和精度是研究交流毫伏表的重要内容。基于随机等效采样的交流毫伏表是一种采用全新设计方案的交流毫伏表,将随机等效采样算法运用到交流毫伏表设计中,在提高测量带宽和精度的同时,可以降低对模数转换速率的要求。目前,市场上的数字交流毫伏表大多采用精密检波方式检测信号幅度,而检波电路的带宽受到检波二极管性能的限制,随着测量信号频率的增加,测量误差也会增大;同时,此方案对模拟通道的平坦度要求也很高,增大了设计难度。本项目受江苏绿扬电子仪器集团有限公司委托,研究开发一款基于随机等效采样的数字交流毫伏表,以达到更宽的频率测量范围。基于随机等效采样的交流毫伏表研发的关键技术问题是实现随机等效采样算法。本文在研究分析了现有交流毫伏表技术方案基础上,提出了基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array, FPGA）和微控制器（Micro Controller Unit, MCU）相结合的方案。该方案中的FPGA主要实现随机等效采样算法和外设控制逻辑,MCU通过总线和FPGA进行数据传输,以达到控制外设和获取采样数据的目的。本文详细分析了基于随机等效采样的数字交流毫伏表和传统的基于精密检波的数字交流毫伏表技术解决方案及各自优缺点,介绍了随机等效采样算法、该数字交流毫伏表的硬件电路结构和基于FPGA的逻辑设计,并对各逻辑模块进行了仿真。论文还详尽地阐述了该交流毫伏表的控制软件、FPGA在系统配置软件和PC机端上位机软件的设计思想,并给出了软件流程图。论文最后对交流毫伏表整机进行了测试,结果显示该交流毫伏表等效采样率高达200MSa/s,模拟通道带宽达20MHz,频率在10Hz～10MHz、幅度在100μV～300V范围内的测量误差均小于5%,满足用户提出的技术指标要求。

关键词：交流毫伏表随机等效采样 FPGA MCU