[发明专利]脉冲波形的拟合方法

权利要求书

1.脉冲波形的拟合方法，所述脉冲波形的拟合方法包括以下步骤：

(A1)分别获得脉冲波形P_Obs及模板波形P_Model，其中，模板波形的采样率S_Daq与脉冲波形的采样率S_Model之比大于10；所述脉冲波形P_Obs的获得方式为：

电脉冲模拟信号送入采样率为S_Daq的数据采集装置转换得到数字信号P_Daq＝(p_Daq(1,v₁),...,p_Daq(i,v_i),...,p_Daq(m,v_m))，其中m表示采样点数，v_i表示第i个采样点的电压值；

p_Daq(i,v_i)为数字信号P_Daq的峰值点，取该峰值点及其前m₁个和后m₂个共m₁+1+m₂个点组成脉冲波形m₁和m₂的选取规则为：

floor()表示向零方向取整函数，t_rise和t_fall分别表示电脉冲信号上升沿和下降沿持续时间；

取峰值点p_Daq(i,v_i)前l₁个和后l₂个点之间的采样时间总和为脉冲波形的半高宽τ_{Hw_Daq}：

l₁和l₂的选取规则为：

(A2)用隐函数y＝f(x)表示所述模板波形P_Model，通过函数的平移及缩放操作，得到目标函数：

y＝A·f[B(x-C)]，A、B及C为待定因子；

(A3)将所述脉冲波形P_Obs的采样点的数值代入所述目标函数，并利用非线性最小二乘法获得所述待定因子A、B及C；

所述模板波形P_Model的获得方式为：

电脉冲信号送入采样率为S_Model的数据采集装置转换得到数字信号P_Raw＝(p_Raw(1,u₁),...,p_Raw(j,u_j),...,p_Raw(n,u_n))，n为采样点数，插值倍数为n_Inter，u_j表示第j个采样点的电压值；

p_Raw(j,u_j)为波形的峰值点，取该峰值点及其前n₁个点和后n₂个点共(n₁+1+n₂)个点组成模板波形，n₁和n₂的选取规则为：

$\left\{\begin{array}{c}{n}_1=floor\left(\frac{m_1{S}_{Model}{n}_{Inter}}{S_{Daq}}\right)\\ n_2=floor\left(\frac{m_2{S}_{Model}{n}_{Inter}}{S_{Daq}}\right)\end{array}\right.,n_1+n_2\<n;$

取峰值点p_Raw(j,u_j)前k₁个和后k₂个之间的采样时间总和为模板波形的半高宽τ_{Hw_Model}：

k₁和k₂的选取规则为：将模板信号沿时间轴向原点方向整体移动j个采样间隔，得到模板波形

在步骤(A3)，所述待定因子A、B及C的获得方式为：

设定待定因子A、B及C的初始值分别为：

$A_0=\frac{v_i}{u_j};B_0=\frac{{\mathrm{\τ}}_{Hw\_Daq}}{{\mathrm{\τ}}_{Hw\_Model}};C_0=\frac{i}{S_{Daq}};$

根据所述脉冲波形的采样点的数值计算隐函数导数f′_est和目标函数值y_est；A_est、B_est和C_est分别表示待定因子A、B及C的中间迭代值；待定因子偏导数和的计算方式为：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\∂f}{\∂A}=\frac{y_{est}}{A_{est}}\\ \frac{\∂f}{\∂B}=A_{est}{f}_{est}^{\′}\\ \frac{\∂f}{\∂C}==-A_{est}{f}_{est}^{\′}{B}_{est}\end{array}\right.;$

拟合得到的最优待定因子为A_lm、B_lm和C_lm，则拟合得到的脉冲波形峰值电压v_pk、脉宽τ_hw和峰值时刻t_pk分别为：

$\left\{\begin{array}{c}{v}_{pk}=A_{lm}{u}_j\\ {\mathrm{\τ}}_{hw}=B_{lm}{\mathrm{\τ}}_{Hw\_Model}\\ t_{pk}=C_{lm}\end{array}\right..$