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測(cè)量?jī)x器中的各種波形抽取方式

發(fā)布時(shí)間:2016-06-29 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】幾乎所有需要進(jìn)行波形顯示的測(cè)量?jī)x器都面臨一個(gè)問(wèn)題:待顯示的波形片段中的采樣點(diǎn)數(shù)不等于屏幕顯示區(qū)域的像素?cái)?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(wèn)題的幾種方案。
  
第一種情況:波形片段中的采樣點(diǎn)數(shù)大于屏幕顯示區(qū)域的像素?cái)?shù),在不同情況下,使用的抽取方案不同。
  
1.等間隔抽取
    
測(cè)量?jī)x器中的各種波形抽取方式 
圖1 等間隔抽取
  
這其實(shí)就是一個(gè)如何把大量波形壓縮到特定點(diǎn)數(shù)的問(wèn)題,針對(duì)這個(gè)問(wèn)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(diǎn)數(shù)與屏幕點(diǎn)數(shù)的固定比例,等間隔地抽取采樣點(diǎn),抽出來(lái)的采樣點(diǎn)顯示到屏幕上。這種方案優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且能反應(yīng)波形的大致輪廓,適用于較低頻率的信號(hào),缺點(diǎn)在于對(duì)于太高頻的信號(hào),峰值會(huì)被過(guò)濾掉,無(wú)法反映信號(hào)的峰值。
  
2.峰值抽取
    
測(cè)量?jī)x器中的各種波形抽取方式  
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(diǎn),并保持這兩個(gè)點(diǎn)的先后順序關(guān)系。這種抽取方法針對(duì)高頻信號(hào),優(yōu)點(diǎn)在于找出峰值,但不保證相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔相等。
  
3.均值抽取
 
測(cè)量?jī)x器中的各種波形抽取方式  
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(diǎn)。這種方案可以認(rèn)為是前兩種方案的折中,通過(guò)求均值,既保證相鄰點(diǎn)之間的時(shí)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(duì)于太高頻的信號(hào),峰值會(huì)被過(guò)濾掉,無(wú)法反映信號(hào)的峰值。
  
我們?cè)賮?lái)看第二種情況:波形片段中的采樣點(diǎn)數(shù)少于屏幕顯示區(qū)域的像素?cái)?shù)。
  
這種情況就需要在采樣點(diǎn)間填充虛構(gòu)的采樣點(diǎn)來(lái)解決。
  
1.直接填充
    
測(cè)量?jī)x器中的各種波形抽取方式
圖4 直接填充
  
在需要填充虛構(gòu)采樣點(diǎn)的位置上,直接復(fù)制前面一個(gè)真實(shí)采樣點(diǎn)。這種方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)在于會(huì)使波形呈階梯狀,不真實(shí)。
  
2.線性填充
    
測(cè)量?jī)x器中的各種波形抽取方式
圖5 線性填充
  
線性填充先連接相鄰的采樣點(diǎn),然后從這條相鄰的連接線的對(duì)應(yīng)位置上找到填充的點(diǎn)。這種方案不會(huì)產(chǎn)生第一種方案中的階梯,但還是會(huì)人為地產(chǎn)生了非線性現(xiàn)象。
  
3.正弦填充
    
測(cè)量?jī)x器中的各種波形抽取方式
圖6 正弦填充
  
正弦填充又叫正弦插值,用于高速采樣時(shí)對(duì)信號(hào)的還原,具體實(shí)施方式需要用到濾波手段。這種方案實(shí)現(xiàn)方法較前兩種復(fù)雜,但較好避免了非線性現(xiàn)象。


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