一种高捕获率的测量信号三维显示方法及系统与流程

本发明涉及一种高捕获率的测量信号三维显示方法及系统。

背景技术：

随着科学技术的发展，信号的测量的方法或系统已经广泛应用于企业或科研工作中，但是，传统的信号显示装置（如：示波器和频谱仪），由于显示设备自身的局限(显示速度、信号处理速度低于信号进入设备的速度)以及人眼识别的限制(人眼所能辨识的速度更低)，因此大部分的信号信息被丢弃掉了。

即便是现有波形刷新率高达1,000，000波形/秒的数字荧光示波器(R&S公司RTO系列示波器)，其丢掉的信号也占据了信号本身的95%(时基为5纳秒/格，显示屏占据10格的情况下)。

因此，现有的信号显示方法或系统信号丢失率高，人们在进行检查的过程中，难以快速发现信号所存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高捕获率的测量信号三维显示方法及系统，通过将待测信号进行分组，然后将分组得到的信号进行预处理形成二维形态，最后将各组预处理后的信号按照时间先后顺序，共同组合成三维显示形态，信号捕获率高，不易遗漏，为更加准确判断待测信号中存在的问题提供了依据。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高捕获率的测量信号三维显示方法，包括以下步骤：

S1.将待测数字信号进行分组，得到的每组信号均包含时间、幅度信息；

S2.将分组得到每组信号进行预处理,使处理后的信号呈现为时间、幅度的二维形态；

S3.将各组预处理后的信号按照时间先后顺序，共同组合成三维显示形态。

进一步地，步骤S2中对每组信号的预处理包括以下两种方式：

（1）提取每组信号的时间、幅度信息，形成该组信号的二维形态；

（2）将每组信号进行分成相同数目的信号段，在同一组信号中，提取每段信号的时间、幅度信息，形成每段信号的二维波形，再按照时间先后顺序，将每段信号的二维波形以层层叠加的方式组合成二维形态。

进一步地，将待测数字信号进行分组之前，还包括信号采集步骤，所述的信号采集步骤包括以下子步骤：

SS1.对输入的模拟信号信号进行放大或者衰减后，再进行滤波操作；

SS2.将滤波得到的信号进行模数转换后，获得特定采样率待测数字信号。

进一步地，所述的一种高捕获率的测量信号三维显示方法还包括一个三维显示步骤：将三维显示形态转换为具有三维透视效果的图形数据，并进行图形绘制和三维显示。

进一步地，步骤S1中分组得到的每组信号的时间长度相同。

进一步地，所述三维显示形态的维度包括：所述三维显示形态的维度包括：每个二维形态内部的时间、幅度以及各个二维形态对应的信号段起始时间。

一种高捕获率的测量信号三维显示系统，包括信号处理模块，所述的信号处理模块包括：：

数据分组单元，将待测数字信号进行分组，得到的每组信号均包含时间、幅度信息；

二维形态构建单元，将分组得到每组信号进行预处理,使处理后的信号呈现为时间、幅度的二维形态；

三维形态构建单元，将各组预处理后的信号按照时间先后顺序，共同组合成三维显示形态。

进一步地，所述的三维显示系统还包括：信号采集模块，用于将输入的模拟信号进行放大或者衰减后，在进行滤波操作，将滤波得到的信号进行模数转换得到待测数字信号传输给信号处理模块，放大/衰减参数、滤波参数以及模数转换的采样率均由信号处理模块控制。

所述的三维信号显示系统还包括：三维显示模块，用于接收信号处理模块获得的信号，并进行图形绘制和三维显示。

所述的信号处理模块还包括：

数字信号缓存单元，用于对待测数字信号进行缓存；

参数控制单元，用于控制信号采集模块的放大/衰减参数、滤波参数以及模数转换的采样率；

回放单元，用于三维显示形态进行回放控制；

缩放单元，用于对三维显示形态进行缩小/放大控制；

三维旋转单元，用于对三维显示形态进行旋转控制；

数据转换单元，用于将三维显示形态转换为具有三维透视效果的图形数据。

本发明的有益效果是：通过将待测信号进行分组，然后将分组得到的信号进行预处理形成二维形态，最后将各组预处理后的信号按照时间先后顺序，共同组合成三维显示形态，信号捕获率高，不易遗漏，为更加准确判断待测信号中存在的问题提供了依据；信号处理模块能够对三维显示形态进行回放、缩小/放大和旋转控制，进而在信号的三维显示过程中，能够根据需要对显示的图像进行回放、缩小/放大和旋转的调节，更加容易发现待测信号存在的问题。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明中三维显示形态组合的第一个实施例示意图；

图3为本发明中三维显示形态组合的第二个实施例示意图;

图4为本发明的系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种高捕获率的测量信号三维显示方法，包括以下步骤：

S1.将待测数字信号进行分组，得到的每组信号均包含时间、幅度信息；分组得到的每组信号的时间长度相同。

S2.将分组得到每组信号进行预处理,使处理后的信号呈现为时间、幅度的二维形态；

S3.将各组预处理后的信号按照时间先后顺序，共同组合成三维显示形态；所述三维显示形态的维度包括：每个二维形态内部的时间、幅度以及各个二维形态对应的信号段起始时间。

步骤S2中对每组信号的预处理包括以下两种方式：

（1）提取每组信号的时间、幅度信息，形成该组信号的二维形态；

（2）将每组信号进行分成相同数目的信号段，在同一组信号中，提取每段信号的时间、幅度信息，形成每段信号的二维波形，再按照时间先后顺序，将每段信号的二维波形以层层叠加的方式组合成二维形态。

如图2所示，在本申请的第一个实施例中，三维显示形态组合过程中采用第一种预处理方式：首先将信号长度为T的待测数字信号进行分组，得到M组时间长度为P的信号；

再直接提取每组信号的时间幅度信息，形成时间长度（信号显示周期）为P的二维形态（二维波形）；

最后将每个二维形态内部的时间维度、幅度维度分别在时间轴1和幅度轴上表示,且时间轴1上的时间长度与信号显示周期为P的二维形态一致；不同的二维形态之间，按照信号段起始时间的先后顺序，在时间轴2上排列，故就组成了三维显示形态，而时间轴2代表的维度即为各个二维形态对应的信号起始时间。通过组合成的三维显示形态，能够将时间长度为T（M*P）的信号再同一显示器中进行显示，进而可以做到，信号捕获率高，不易遗漏，为更加准确判断待测信号中存在的问题提供了依据。

如图3所示，在本申请的第二个实施例中，三维显示形态组合过程中采用第二种预处理方式：首先将时间长度为T的待测数字信号分组，得到M组时间长度为P的信号；

再将每组时间长度为P信号分为N段，每段信号的时间长度（信号显示周期）均为Q；在同一组信号中，提取每段信号的时间、幅度信息形成信号显示周期为Q的二维波形；再将同一组信号中的每段二维波形，以层层叠加的方式组合（拼合）成二维形态（有余晖或者数字荧光的二维波形）；该二维形态时间长度（信号显示周期）为Q，且由于进行了层层叠加，故呈现余晖或者数字荧光的效果。

最后将每个二维形态内部的时间维度、幅度维度分别在时间轴1和幅度轴上表示（且时间轴1上的时间长度与信号显示周期为Q的二维形态一致）；不同的二维形态之间，按照信号段起始时间的先后顺序，在时间轴2上排列，故就组成了三维显示形态，而时间轴2代表的维度即为各个二维形态对应的信号段起始时间。通过组合成的三维显示形态，能够将时间长度为T（M*N*Q）在同一显示器中进行显示。进而可以做到，信号捕获率高，不易遗漏，为更加准确判断待测信号中存在的问题提供了依据。

在本申请的实施例中，将待测数字信号进行分组之前，还包括信号采集步骤，所述的信号采集步骤包括以下子步骤：

SS1.对输入的模拟信号信号进行放大或者衰减后，再进行滤波操作；

SS2.将滤波得到的信号进行模数转换后，获得特定采样率待测数字信号。

所述的一种高捕获率的测量信号三维显示方法还包括一个三维显示步骤：将三维显示形态转换为具有三维透视效果的图形数据，并进行图形绘制和三维显示。

如图4所示，一种高捕获率的测量信号三维显示系统，包括信号处理模块，所述的信号处理模块包括：：

数据分组单元，将待测数字信号进行分组，得到的每组信号均包含时间、幅度信息；

二维形态构建单元，将分组得到每组信号进行预处理,使处理后的信号呈现为时间、幅度的二维形态；

三维形态构建单元，将各组预处理后的信号按照时间先后顺序，共同组合成三维显示形态。

所述的三维显示系统还包括：信号采集模块，用于将输入的模拟信号进行放大或者衰减后，在进行滤波操作，将滤波得到的信号进行模数转换得到待测数字信号传输给信号处理模块，放大/衰减参数、滤波参数以及模数转换的采样率均由信号处理模块控制。

所述的三维信号显示系统还包括：三维显示模块，用于接收信号处理模块获得的信号，并进行图形绘制和三维显示。

所述的信号处理模块还包括：

数字信号缓存单元，用于对待测数字信号进行缓存；

参数控制单元，用于控制信号采集模块的放大/衰减参数、滤波参数以及模数转换的采样率；

回放单元，用于三维显示形态进行回放控制；

缩放单元，用于对三维显示形态进行缩小/放大控制；

三维旋转单元，用于对三维显示形态进行旋转控制；

数据转换单元，用于将三维显示形态转换为具有三维透视效果的图形数据。

信号处理模块能够对三维显示形态进行回放、缩小/放大和旋转控制，进而在信号的三维显示过程中，能够根据需要对显示的图像进行回放、缩小/放大和旋转的调节，更加容易发现待测信号存在的问题。