[发明专利]一种串行脉冲信号为变量的硬件纵合运算处理方法

说明书

本发明涉及一种串行脉冲信号为变量的硬件综合运算处理方法，其特征在于：1)设置具有双端输入的加法及减法可逆脉冲计数器，所述双端输入包括加法输入端和减法输入端，采用即时串行脉冲信号序列的正极性信号和偏置量所对应的等间距脉冲信号作为加减法可逆脉冲计数器的输入信号，经加减法可逆脉冲计数器逐一增减运算处理后，输出并行数字信号，形成积分运算的硬件结构；2)以串行脉冲序列信号为变量，在加法及减法可逆脉冲计数器的加法输入端输入即时正极性信号和减法输入端输入即时负极性信号，模拟形成差分运放电路；构成全计数差分积分表达。具有物理过程简单、运算资源花费少和微积分高速、精准处理等特点。

技术领域

本发明涉及一种串行脉冲信号为变量的硬件综合运算处理方法。属于数字信号处理技术领域，具体的说是涉及串行脉冲构建瞬时变量的微积分运算的硬件构建方法。可应用于随时间变化的物理量的传变及模数转换及运算处理过程。

背景技术

目前，随时间变化的物理量的数字运算及处理过程，通常需要高速微积分运算处理，已经广泛地应用于车船、飞行器及其它自动控制、电力系统保护等领域。但现有技术的微积分运算处理方法有两种，一是基于采样值的全软件运算处理方法，存在速度慢、效率低等问题。二是软硬件结合的运算处理方法，其也是基于定时间间隔采样值的硬件运算处理。通常在ADC转换过程后又回归到定时长的采样保持模式，同样存在运算速度与分辨率和采样频率提高之间存在矛盾的问题。

现有技术方案之一，是基于VFC信号采样值的软件运算处理。其采样原理是将电压模拟信号变为重复频率与之成比例关系的等幅脉冲序列。由定时器控制计数器进行脉冲序列的定时计数得到一定时间间隔的离散数字量，完成模数变换。存在如下问题：由于是先采样再运算，存在运算速度与分辨率和采样频率提高之间存在矛盾的问题。没有形成综合微积分运算应用。

现有技术方案之二，其综合处理时仍然回到先采样再运算的传统方法，对偏置量的累积处理或利用软件或软硬件结合的方式。同现有技术方案之1比较虽然能提供积分运算值，却是软硬件结合的单一方法的孤立应用，受应用条件限制，应用范围窄，并在综合运算时又回到软件处理的老路，同样存在运算速度与分辨率和采样频率提高之间存在矛盾的问题。没有针对脉冲序列的综合微积分运算应用。

发明内容

本发明的目的，是为了解决现有基于定时间间隔采样值的软硬件运算处理存在运算速度与分辨率和采样频率提高之间存在矛盾的问题，提供一种串行脉冲信号为变量的硬件综合运算处理方法，具有打破采样保持的路径依赖、信号处理过程简单、运算资源花费少和运算处理速度快、运算处理精准等突出的实质性特点和显著进步。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种串行脉冲信号为变量的硬件综合运算处理方法，其特征在于：

1)设置具有双端输入的加法及减法可逆脉冲计数器，所述双端输入包括加法输入端和减法输入端，采用即时串行脉冲信号序列的正极性信号和偏置量所对应的等间距脉冲信号作为加减法可逆脉冲计数器的输入信号，经加减法可逆脉冲计数器逐一增减运算处理后，输出并行数字信号，形成积分运算的硬件结构；

2)以串行脉冲序列信号为变量，在加法及减法可逆脉冲计数器的加法输入端输入即时正极性信号和减法输入端输入偏置量所对应的等间距脉冲信号；构成全计数积分表达，其完成的运算表达式如下：

模拟量表达式为：

对应的数字量表达式为：

3)通过表达式(1)、(2)完成与串行信号脉冲单位时间密度成线性关系瞬变量的全积分运算；即完成利用时间密度特性的串行脉冲信号完成瞬变信号微积分高速运算的串行脉冲信号处理。

本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：