專利名稱：數(shù)據(jù)獲取設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)獲取設(shè)備和方法。本發(fā)明特別涉及用于地震數(shù)據(jù)獲取的設(shè)備和方法，該設(shè)備用于形成地震傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及地震數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，該設(shè)備由數(shù)字信號(hào)處理裝置構(gòu)成，該數(shù)字信號(hào)處理裝置連接至均產(chǎn)生一系列數(shù)字地震采樣或地位移測(cè)量的數(shù)字地震傳感器或與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器相關(guān)聯(lián)的模擬地震傳感器。

背景技術(shù)：
所有的節(jié)點(diǎn)必須同步從而所有節(jié)點(diǎn)可以具有相同的采樣時(shí)間。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到在數(shù)字獲取網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的多個(gè)數(shù)據(jù)獲取設(shè)備和方法。
在數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)是由地震傳感器組件形成的情況下，這些裝置通常由通過線或電纜以組的形式鏈接在一起的傳感器構(gòu)成，作為網(wǎng)絡(luò)的“節(jié)點(diǎn)”。這些節(jié)點(diǎn)通常在“集中器”周圍以組布置，并且一組節(jié)點(diǎn)與它的集中器形成子網(wǎng)，集中器和節(jié)點(diǎn)之間的鏈路也可以是有線鏈路。集中器局部地管理節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)，提供電源并且集中數(shù)據(jù)。集中器連接至本地計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，類似于有線網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)組件并記錄源于子網(wǎng)的數(shù)據(jù)的中央單元連接至該網(wǎng)絡(luò)。這些現(xiàn)有的解決方案對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是公知的，因此不會(huì)在下面詳細(xì)描述。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已經(jīng)提出了無線數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)，其具有避免使用多個(gè)電纜的明顯優(yōu)點(diǎn)。在地震應(yīng)用的情況下，這些網(wǎng)絡(luò)也依照上面所述根據(jù)組織由節(jié)點(diǎn)、集中器和中央單元形成，網(wǎng)絡(luò)的這些不同元素之間的通信通過RF以射頻模式執(zhí)行。
傳統(tǒng)技術(shù)是向所有節(jié)點(diǎn)僅發(fā)送一個(gè)采樣參考時(shí)鐘。由于控制本地振動(dòng)器的鎖相環(huán)(PLL)系統(tǒng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)提取和保持該采樣時(shí)鐘。由PLL控制的VCXO(壓控晶體振蕩器)的使用具有高成本和高能耗，并且涉及高的硬件需求用于發(fā)送時(shí)鐘。
在文檔GB2428799中已知另一個(gè)數(shù)據(jù)獲取設(shè)備。該數(shù)據(jù)獲取設(shè)備包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模/數(shù)轉(zhuǎn)換器在由傳感器獲取的本地時(shí)鐘數(shù)據(jù)提供的不完整(imperfect)的頻率處采樣；時(shí)間戳模塊，該時(shí)間戳模塊通過根據(jù)通用時(shí)間確定采樣數(shù)據(jù)來測(cè)量本地時(shí)鐘的頻率誤差，并且包括具有參考時(shí)鐘的基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，該時(shí)間戳模塊能夠?qū)⒈镜貢r(shí)鐘校準(zhǔn)到基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)的參考時(shí)鐘上；當(dāng)已經(jīng)執(zhí)行了本地時(shí)鐘的校準(zhǔn)時(shí)，用于關(guān)閉基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)的裝置；用于校準(zhǔn)采樣和定時(shí)的數(shù)據(jù)的重新采樣模塊。該重新采樣模塊基于一系列采樣的和定時(shí)的數(shù)據(jù)來生成一系列重新采樣和重新定時(shí)的數(shù)據(jù)，這就是說，該系列數(shù)據(jù)的相位誤差的采樣頻率誤差均可以被補(bǔ)償。該重新采樣模塊包括第一存儲(chǔ)器和第二存儲(chǔ)器，第一存儲(chǔ)器存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于本地時(shí)鐘的頻率的頻率處采樣和定時(shí)的系列數(shù)據(jù)，第二存儲(chǔ)器存儲(chǔ)根據(jù)通用時(shí)間確定的采樣數(shù)據(jù)。重新采樣模塊包括重新采樣器，在該重新采樣器的一側(cè)連接包含系列采樣和定時(shí)數(shù)據(jù)的第一存儲(chǔ)器，在重新采樣器的另一側(cè)連接內(nèi)插濾波器，該內(nèi)插濾波器本身連接至包含根據(jù)通用時(shí)間確定的采樣數(shù)據(jù)的第二存儲(chǔ)器，并且內(nèi)插濾波器還連接至參考濾波器，內(nèi)插濾波器通過參考濾波器動(dòng)態(tài)地計(jì)算要被計(jì)算的該系列采樣的每個(gè)采樣，由此該內(nèi)插濾波器產(chǎn)生校正內(nèi)插因子，從而可以在重新采樣器中產(chǎn)生系列重新采樣的數(shù)據(jù)。
所述公知設(shè)備在實(shí)際制造中是困難并昂貴的。并且還存在需要高計(jì)算負(fù)載的確定。該內(nèi)插濾波器具有高階，即，具有高數(shù)目的因子，并且必須對(duì)每個(gè)采樣重新計(jì)算。這涉及存儲(chǔ)器容量、連續(xù)采樣之間流逝的時(shí)間允許的短時(shí)間內(nèi)的大量計(jì)算，以及由此高能耗的嚴(yán)格限制。


發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備和方法以減輕本領(lǐng)域的上述不便。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種設(shè)備和方法，能夠獲得正確的獲取數(shù)據(jù)同時(shí)最小化能量消耗、計(jì)算負(fù)載和存儲(chǔ)器負(fù)載。
本發(fā)明框架中通過數(shù)據(jù)獲取設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)這些目的，所述數(shù)據(jù)獲取設(shè)備包括 第一裝置，在第一本地時(shí)鐘(2)提供的不完整采樣頻率(FE)下提供一系列第一數(shù)字采樣定時(shí)數(shù)據(jù)(X)， 第二校準(zhǔn)裝置(50)，用于通過第二參考時(shí)鐘(6)測(cè)量所述第一本地時(shí)鐘(2)的頻率誤差， 第三裝置，用于至少基于測(cè)量的頻率誤差來校準(zhǔn)第一數(shù)據(jù)， 其特征在于， 第一裝置(3)包括sigma-delta調(diào)制裝置(3)，設(shè)置為產(chǎn)生在由所述第一本地時(shí)鐘(2)提供的所述第一不完整采樣頻率(FE)下采樣的所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)， 第三裝置至少包括內(nèi)插裝置(4)，至少基于所述第一系列數(shù)據(jù)采樣(X)的內(nèi)插來產(chǎn)生第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)并且補(bǔ)償所述測(cè)量到的頻率誤差(FD)，并且至少包括抽選濾波器(7)，用于基于所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)產(chǎn)生第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(A)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一裝置至少包括產(chǎn)生模擬測(cè)量數(shù)據(jù)的模擬傳感器(102)，并且sigma-delta調(diào)制裝置(3)是sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)的形式，用于將傳感器(102)的所述模擬測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一裝置至少包括數(shù)字傳感器，具有所述sigma-delta調(diào)制裝置以產(chǎn)生所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該設(shè)備包括控制裝置(42)，設(shè)置為至少基于所述測(cè)量到的頻率誤差(FD)設(shè)置所述內(nèi)插。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)插裝置(4)具有內(nèi)插函數(shù)(F)，所述內(nèi)插函數(shù)(F)具有預(yù)設(shè)的固定階以及至少具有參數(shù)(C0、C1、C2)，所述第三控制裝置(42)包括至少基于所述測(cè)量到的頻率誤差(FD)設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F)的所述參數(shù)(C0、C1、C2)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)插函數(shù)(F)的階小于6。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)插函數(shù)(F)是線性的，并且控制裝置(42)根據(jù)當(dāng)前第一采樣Xn的以下內(nèi)插公式設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F) Yn＝C0Xn+C1Xn-1 其中C0＝Pn C1＝1-Pn 其中Xn-1和Xn分別是連續(xù)的第一采樣(X)， Yn是對(duì)于Xn-1和Xn內(nèi)插的第三數(shù)據(jù)(Y)， 其中控制裝置(42)根據(jù)以下公式計(jì)算內(nèi)插因子(P)的值Pn Pn＝Pn-1+FD 其中，Pn-1和Pn分別是內(nèi)插因子P的連續(xù)值，并且FD是頻率漂移。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)插函數(shù)(F)具有等于2的階，并且控制裝置(42)根據(jù)當(dāng)前第一采樣Xn的以下內(nèi)插公式來設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F) Yn＝C0Xn+C1Xn-1+C2Xn-2 其中 其中Xn-2、Xn-1和Xn分別是連續(xù)的第一采樣(X)， Yn是對(duì)于Xn-2、Xn-1和Xn的內(nèi)插后的第三數(shù)據(jù)(Y)， 其中第三控制裝置(42)根據(jù)以下公式計(jì)算內(nèi)插因子(P)的值Pn Pn＝Pn-1+FD 其中Pn-1和Pn分別是內(nèi)插因子P的連續(xù)值，并且FD是頻率漂移。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制裝置(42)包括根據(jù)方程Pn＝Pn-1+FD檢查內(nèi)插因子(P)的值Pn是否大于或等于0且小于或等于1的裝置(43、44)，并且只要內(nèi)插因子大于等于0且小于等于1，控制裝置(42)根據(jù)具有內(nèi)插因子(P)的值Pn的Xn的內(nèi)插方程設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制裝置(42)包括根據(jù)方程Pn＝Pn-1+FD檢查內(nèi)插因子(P)的值Pn對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn是否大于1的裝置(44)，并且如果根據(jù)方程Pn＝Pn-1+FD對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn計(jì)算的內(nèi)插因子(P)的值Pn大于1，那么控制裝置(42)不通過Pn＝Pn-1+FD將對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的對(duì)應(yīng)的內(nèi)插后的值Yn作為第三數(shù)據(jù)(Y)，而是通過根據(jù)Pn＝Pn-1+FD-1計(jì)算的內(nèi)插因子的值Pn，產(chǎn)生對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的值Yn作為與當(dāng)前第一采樣Xn相關(guān)的第三數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制裝置(42)包括預(yù)測(cè)裝置(43)，根據(jù)方程Pn+1＝Pn+FD檢查對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn內(nèi)插因子(P)的下一個(gè)值Pn+1是否小于0，并且如果根據(jù)方程Pn＝Pn-1+FD對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn計(jì)算的內(nèi)插因子(P)的值Pn小于0，那么控制裝置(42)通過Pn＝Pn-1+FD對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn使用根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的對(duì)應(yīng)的內(nèi)插后的值Yn作為第三數(shù)據(jù)(Y)，并且通過根據(jù)Pn＝Pn-1+FD+1計(jì)算的內(nèi)插因子的值Pn，產(chǎn)生對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的另一個(gè)值作為第三數(shù)據(jù)(Y)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)具有至少為1并且小于等于4的第一預(yù)設(shè)比特精度(BR1)，第二數(shù)據(jù)(Y)具有所述第一采樣頻率(FE)以及高于第一比特精度(BR1)的第二預(yù)設(shè)比特精度(BR2)，并且第三數(shù)據(jù)(A)具有低于第一采樣頻率(FE)的第三預(yù)設(shè)采樣頻率(F3)以及高于第一比特精度(BR1)的第三預(yù)設(shè)比特精度(BR3)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，預(yù)設(shè)第一本地時(shí)鐘頻率FE的值，使得根據(jù)過采樣率OR有至少一個(gè)傳感器提供的信號(hào)的過采樣高于1，其中過采樣率OR被定義為等于 OR＝FE/2FU 其中FU是由所述傳感器提供的所述信號(hào)的最高有用頻率。
在本發(fā)明框架中通過由計(jì)算裝置執(zhí)行的數(shù)據(jù)獲取方法可以實(shí)現(xiàn)這些目的，該數(shù)據(jù)獲取方法包括以下步驟 在第一本地時(shí)鐘(2)提供的不完整采樣頻率(FE)下提供一系列第一數(shù)字采樣定時(shí)數(shù)據(jù)(X)， 通過根據(jù)第二參考時(shí)鐘(6)校準(zhǔn)第一本地時(shí)鐘(100)來根據(jù)第二參考時(shí)鐘(6)測(cè)量第一本地時(shí)鐘(100)的頻率誤差， 至少基于測(cè)量到的頻率誤差來校正第一數(shù)據(jù)， 其特征在于， 由sigma-delta調(diào)制(3)產(chǎn)生在由所述第一本地時(shí)鐘(2)提供的所述第一不完整采樣頻率(FE)下采樣的所述系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)， 為了補(bǔ)償測(cè)試到的頻率誤差(FD)，對(duì)于所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)進(jìn)行內(nèi)插以產(chǎn)生第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)， 對(duì)所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)進(jìn)行抽選以產(chǎn)生第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(A)。



結(jié)合附圖讀取下面的以不受限的方式給出的具體實(shí)施方式
時(shí)，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中 圖1表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的實(shí)施例的框圖； 圖2表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備中可以使用的sigma-delta轉(zhuǎn)換器的實(shí)例的框圖； 圖3表示根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)插的數(shù)據(jù)的計(jì)時(shí)圖的實(shí)例； 圖4表示在第一種情況下根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)插過程中數(shù)據(jù)流水線(pipeline)的計(jì)時(shí)圖； 圖5表示在第二種情況下根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)插過程中數(shù)據(jù)流水線的計(jì)時(shí)圖； 圖6表示根據(jù)本發(fā)明具有多個(gè)數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的系統(tǒng)的框圖； 圖7表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的實(shí)施例。

具體實(shí)施例方式 下面在一個(gè)或多個(gè)模擬傳感器102產(chǎn)生模擬測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下描述本發(fā)明。模擬傳感器的例子是地震檢波器、轉(zhuǎn)換傳感器、速度傳感器、加速計(jì)、壓力傳感器。當(dāng)然，本發(fā)明還可以應(yīng)用至產(chǎn)生數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)傳感器102。
在圖1中，設(shè)備1專門用于獲取由這是一個(gè)傳感器102測(cè)量的地震模擬數(shù)據(jù)，并且將其發(fā)送至第一模擬數(shù)據(jù)輸入10。設(shè)備1包括第一本地時(shí)鐘2，例如由TCXO振蕩器(溫度補(bǔ)償晶體振蕩器)形成；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器3，用于在第一模擬數(shù)據(jù)輸入10上表示的模擬數(shù)據(jù)E轉(zhuǎn)換為在其轉(zhuǎn)換器輸出11上的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣X。第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣X具有第一比特精度BR1。轉(zhuǎn)換器3具有連接至第一本地時(shí)鐘2的第二頻率輸入12。第一頻率輸入12設(shè)置由轉(zhuǎn)換器3生成的第一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采樣X的頻率。第一數(shù)據(jù)采樣X是比特串的形式。
轉(zhuǎn)換器3預(yù)設(shè)輸入12上的本地時(shí)鐘頻率FE的值，引起了模擬數(shù)據(jù)輸入10的過采樣。將過采樣速率OR定位為等于 OR＝FE/2.FU 其中FU是輸入10的信號(hào)的最高有用頻率。采樣頻率FE高于2FU，這意味著 OR＞1 例如 FE＞128.FU OR＞64 可以在本地時(shí)鐘2和第二頻率輸入12之間插入頻率適配器20，從而將本地時(shí)鐘2提供的信號(hào)的頻率適配到第二頻率輸入12上的期望頻率FE。例如，頻率適配器20具有分頻器，從而在頻率FE低于時(shí)鐘2的頻率Ftcxo的情況下，將時(shí)鐘2的頻率Ftcxo劃分為第二頻率輸入12上的頻率FE。在一個(gè)例子中，本地時(shí)鐘2產(chǎn)生具有若干MHz的頻率Ftcxo的信號(hào)，例如8MHz，并且FE＝256kHz。
提供過采樣的模數(shù)轉(zhuǎn)換器3包括sigma-delta調(diào)制器。在這種情況下是模擬sigma-delta轉(zhuǎn)換器3。Sigma-delta轉(zhuǎn)換器的操作和結(jié)構(gòu)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是公知的，因此在此不再詳述。過采樣轉(zhuǎn)換器在它的輸出OUT11上產(chǎn)生具有1比特精度BR1的信號(hào)。
作為圖2上的不受限的例子，sigma-delta轉(zhuǎn)換器3主要具有積分器INT，積分器INT的輸出連接至比較器COMP第一輸入INP1，并且積分器INT的輸入連接至具有加輸入和減輸入的減法器或加法器SUM的輸出OUT3，加法器或減法器SUM是所謂的sigma元素，其將兩個(gè)加和減輸入相加。比較器COMP用于將具有預(yù)設(shè)的固定值的第一輸入INP1和第二輸入INP2之間的差值轉(zhuǎn)換為一比特輸出OUT，其就是所謂的delta輸出，即，當(dāng)?shù)谝惠斎隝NP1高于第二輸出INP2時(shí)，在比較器輸出OUT上提供比特1，并且當(dāng)?shù)谝惠斎隝NP1低于第二輸出INP2時(shí)，在比較器輸出OUT上提供比特0。通過頻率輸入12施加的頻率來設(shè)置比較器輸出OUT的每個(gè)比特專用的周期時(shí)隙。比較器輸出OUT通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器CNA被反饋回減法器SUM的減輸入。轉(zhuǎn)換器CNA在它的連接至減輸入的輸出OUT2上產(chǎn)生用于比特1的+Vref信號(hào)和用于比特0的-Vref信號(hào)，其中Vref是不同于零的固定值。減法器SUM的加輸入連接至接收模擬信號(hào)V(t)的模擬輸入10。結(jié)果，加法器SUM在它的輸出OUT3上提供模擬輸入V(t)和轉(zhuǎn)換器CNA之間的差值，其為OUT3＝V(t)-OUT2。當(dāng)在比較器COMP處，輸入INP1的信號(hào)高于輸入INP2的信號(hào)，比較器輸出OUT變成比特1，并且將使得數(shù)模轉(zhuǎn)換器CNA在輸出OUT2上輸出+Vref信號(hào)。由于連接至數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出OUT2的加法器輸入上的減號(hào)，加法器SUM將產(chǎn)生信號(hào)OUT3，使得通過積分器INT的輸入INP1降低直到輸入INP1小于輸入INP2。當(dāng)V(t)＞OUT2時(shí)，積分器INT將確定積分以迫使OUT2更接近于V(t)。當(dāng)V(t)＜OUT2時(shí)，將通過向積分器INT輸入應(yīng)用負(fù)信號(hào)來降低OUT2。由此，模擬輸入信號(hào)V(t)越高，越多的比特1將出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換器輸出OUT，11。輸出OUT，11的平均值表示輸入信號(hào)V(t)的平均值。
在數(shù)字傳感器102產(chǎn)生數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下，傳感器在輸出11上產(chǎn)生所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)X，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)X在傳感器102中是sigma-delta調(diào)制的。結(jié)果，數(shù)字傳感器102的外殼中集成了產(chǎn)生所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)X的sigma-delta調(diào)制器。數(shù)字傳感器102的例子是數(shù)字加速計(jì)。
當(dāng)然，輸出OUT，11可以具有多于一個(gè)比特，并且例如是一到四比特。
下面描述模數(shù)sigma-delta轉(zhuǎn)換器3產(chǎn)生第一個(gè)1比特?cái)?shù)據(jù)采樣X的情況下的本發(fā)明。
Sigma-delta轉(zhuǎn)換器輸出11連接至內(nèi)插裝置4的數(shù)據(jù)輸入40，從而將第一個(gè)1比特?cái)?shù)據(jù)采樣X發(fā)送至數(shù)據(jù)輸入40。內(nèi)插裝置4例如是內(nèi)插濾波器的形式。內(nèi)插裝置4包含在內(nèi)插輸出41上產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)Y的裝置，第二數(shù)據(jù)Y具有第一采樣頻率FE以及高于第一比特精度BR1的第二預(yù)設(shè)比特精度BR2。通過數(shù)據(jù)輸入40的第一個(gè)1比特?cái)?shù)據(jù)采樣X的內(nèi)插功能計(jì)算在內(nèi)插輸出41上的第二數(shù)據(jù)Y。Xn-1，Xn代表在各個(gè)時(shí)間Tn和Tn-1上的X的連續(xù)1比特?cái)?shù)據(jù)采樣，其中n-1和n代表以速率FE進(jìn)行的數(shù)據(jù)采樣的連續(xù)數(shù)目。Yn-1，Yn代表Y的連續(xù)數(shù)據(jù)采樣，其中n-1和n代表數(shù)據(jù)采樣的連續(xù)數(shù)目。結(jié)果， Tn＝Tn-1+1/FE 在內(nèi)插裝置4中，計(jì)算裝置42通過使用本地設(shè)置2的頻率漂移FD來對(duì)每個(gè)第二數(shù)據(jù)Y計(jì)算內(nèi)插函數(shù)F。內(nèi)插函數(shù)F具有預(yù)設(shè)的固定階(degree)。內(nèi)插裝置4可以實(shí)現(xiàn)為FIR濾波器。
控制模塊5的計(jì)算裝置50計(jì)算頻率漂移或頻率誤差FD，該控制模塊5具有第一頻率輸入51和第二頻率輸入51，第一頻率輸入51連接至本地時(shí)鐘2用于接收由具有頻率FE的本地時(shí)鐘2提供的第一不完整周期時(shí)鐘信號(hào)TLC，并且第二頻率輸入52連接至參考時(shí)鐘輸入60，用于接收周期參考時(shí)鐘信號(hào)REF。例如，提供參考時(shí)鐘的參考裝置6提供參考時(shí)鐘信號(hào)REF，該參考裝置6例如是基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)。周期時(shí)鐘信號(hào)TLC由通常被稱為在頻率FE重復(fù)并且能夠被檢測(cè)的周期時(shí)間模式的脈沖或前沿或其他信號(hào)模式表示。周期參考時(shí)鐘信號(hào)REF由通常被稱為在頻率FREF重復(fù)的周期時(shí)間模式的脈沖或前沿或另一信號(hào)模式或方波信號(hào)表示，頻率FREF可以等于或不等于頻率FE，并且可以被檢測(cè)。通過具有例如電纜的傳輸裝置61從參考時(shí)鐘6向第二頻率輸入52發(fā)送參考時(shí)鐘信號(hào)REF。
參考裝置6用作同步源，以提供作為脈沖的時(shí)間戳的信號(hào)TLC。
下面描述計(jì)算裝置50的實(shí)施例。
參考裝置6提供參考頻率FREF和參考相位ΦREF，參考相位ΦREF是在世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(UTC)上的時(shí)間戳的脈沖的相位。FREF低于FE，F(xiàn)E低于本地時(shí)鐘2的頻率F2 FREF＜＜FE＜F2 參考相位ΦREF對(duì)應(yīng)于參考時(shí)鐘信號(hào)REF通過傳輸裝置從參考時(shí)鐘6到輸入52的傳播時(shí)間。根據(jù)節(jié)點(diǎn)距離同步源的位置(其間的電纜長(zhǎng)度和中繼器的數(shù)目)，ΦREF對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以不同。該傳播時(shí)間是在獲取開始之前測(cè)量的。
計(jì)算裝置50基于參考頻率FREF測(cè)量頻率FE。例如，為了測(cè)量FE，計(jì)數(shù)器對(duì)于由FREF的周期數(shù)目NFREF定義的時(shí)間間隔過程中FE的周期數(shù)目NFE進(jìn)行計(jì)數(shù)。然后如下獲得FE FE＝FREF.NFE/NFREF 然后，基于測(cè)量的FE獲得頻率漂移FD FD＝(FE-FE-SET)/FE-SET 其中FE-SET是對(duì)于FE的頻率的固定和存儲(chǔ)的設(shè)置值。
FD表示本地時(shí)鐘2的測(cè)量的頻率誤差。
計(jì)算裝置50測(cè)量本地設(shè)置2的頻率漂移FD。FD被表示為時(shí)間的TCXO頻率比上通常值的百分比數(shù)值。頻率漂移FD由百萬分之幾(ppm)的表示。
如下所述提供補(bǔ)償頻率漂移FD的裝置。
對(duì)于依賴于內(nèi)插因子P的每個(gè)輸入采樣X設(shè)置內(nèi)插裝置4的內(nèi)插函數(shù)F。所述內(nèi)插因子P具有連續(xù)的值Pn-1，Pn。內(nèi)插因子Pn對(duì)于每個(gè)采樣Xn不同，并且直接依賴于頻率漂移FD。
0≤P≤1 在第一實(shí)施例中，內(nèi)插函數(shù)F是線性的 Yn＝Xn-1+Pn·(Xn-Xn-1) 其具有下面的轉(zhuǎn)移函數(shù) 其中Z-1表示對(duì)于采樣Xn的一個(gè)時(shí)隙TSn。
這樣的內(nèi)插函數(shù)F具有兩個(gè)參數(shù) 對(duì)于Xn，C0＝Pn 對(duì)于Xn-1，C1＝Pn-1 所以第一階(線性)內(nèi)插函數(shù)可以被看做具有兩個(gè)因子C0，C1的數(shù)字濾波器。
對(duì)于每個(gè)采樣Xn，因子Pn增加FD。
所以對(duì)于每個(gè)采樣Xn，內(nèi)插因子Pn增加對(duì)于連續(xù)的采樣Xn已經(jīng)計(jì)算的頻率漂移FD的相同值。
根據(jù)以下的公式計(jì)算內(nèi)插因子P的值Pn Pn＝Pn-1+FD 其中Pn-1是對(duì)于在前的采樣Xn-1的內(nèi)插因子P的值。
控制模塊5還包括對(duì)內(nèi)插因子P進(jìn)行初始化的裝置54。
裝置54測(cè)量FE的相位誤差ΦFE。在圖示的實(shí)施例中，通過根據(jù)下面的公式，在FE脈沖的上升沿和FREF脈沖的上升沿之間定義的時(shí)間中計(jì)數(shù)本地時(shí)鐘2的信號(hào)Ftcxo的周期Ntcxo的數(shù)目來測(cè)量FE的相位誤差ΦFE ΦFE＝Ntcxo.1/Ftcxo+ΦFEF 對(duì)于初始時(shí)間T0，裝置54將內(nèi)插因子P初始化為初始值P0。在獲取的開始T0＝0時(shí)，P被初始化為 P0＝modulus(ΦFE/TE) 其中取模意味著在除以TE之后ΦFE的余數(shù)，并且 TE＝1/FE 例如，對(duì)于ΦFE＝3.4μs和FE＝1，P0＝0.4μs 與時(shí)鐘信號(hào)處理中的通常推薦相反，通常的推薦實(shí)際上禁止線性內(nèi)插，因?yàn)橛纱水a(chǎn)生了太多錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤由于具有高的過采樣的轉(zhuǎn)換器3而變得可以忽略了。
圖3和7表示對(duì)于具有下面的連續(xù)采樣作為例子的第一個(gè)1比特?cái)?shù)據(jù)采樣X，由第一實(shí)施例的線性內(nèi)插裝置進(jìn)行的內(nèi)插 X1＝0， X2＝0， X3＝1， X4＝1， X5＝0， X6＝0。
圖4表示在內(nèi)插因子變得高于1的情況下，這對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的本地時(shí)鐘太快的情況，對(duì)應(yīng)的信號(hào)Xn、Xn+1、Yn、TLC和進(jìn)一步的說明信號(hào)FILTLC的對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)圖。在本地時(shí)鐘信號(hào)TLC中的頻率FE上的周期時(shí)間模式重復(fù)的是前沿。
線性內(nèi)插產(chǎn)生了下面的連續(xù)的第二數(shù)據(jù)Y。
對(duì)于n＝2，Y2是基于X1，X2和P2而內(nèi)插的，由此Y2＝0。
對(duì)于n＝3，Y3是基于X2，X3和P3而內(nèi)插的，P3＝P2+FD。
例如，P3＝0.96并且FD＝0.03，那么P4＝0.99并且Y4＝0.01X3+0.99X4。
對(duì)于n＝4，Y4是基于X3，X4和P4而內(nèi)插的，P4＝P3+FD。
P3＝0.96并且FD＝0.03，那么P4＝0.99并且Y4＝0.01X3+0.99X4 假設(shè)頻率漂移FD計(jì)算的值是整數(shù)并且是非零的，那么P通過每個(gè)進(jìn)一步采樣X增長(zhǎng)。
P3和P4已經(jīng)接近于1(并且小于1)。
提供裝置44以檢查內(nèi)插因子P是否大于1。
如果在圖3上，由裝置44提供的計(jì)算得到的內(nèi)插因子P5大于1，即 P5＝P4+FD＞1 那么對(duì)于X4和X5在第二數(shù)據(jù)Y中不使用對(duì)應(yīng)的內(nèi)插值Y5＝X4+P5·(X5-X4)。
對(duì)于n＝5，P4＝0.99并且FD＝0.03，那么P5＝P4+FD＝1.02并且不使用Y5＝(1-P5)X4+P5X5＝-0.02X4+1.02X5。
如下所述，除了內(nèi)插因子低于0或高于1的情況，提供裝置45以對(duì)時(shí)鐘信息TLC進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生等于TLC的濾波后的信號(hào)FILTLC。
如圖4所示，除了在為X4和X5分配的時(shí)隙FILTP45之外，濾波后的信號(hào)FILTLC等于本地時(shí)鐘2的周期時(shí)鐘信號(hào)TLC，在時(shí)隙FILTP45中取消了TLC的周期時(shí)間模式TP45(前沿)。然后，關(guān)于濾波后的信號(hào)FILTLC中的時(shí)隙FILTP45，Y4的時(shí)隙持續(xù)時(shí)鐘信號(hào)TLC的兩個(gè)時(shí)隙TSn，而Y2、Y3、Y4中每一個(gè)的時(shí)隙TSn僅持續(xù)時(shí)鐘信號(hào)TLC的一個(gè)時(shí)隙。被內(nèi)插了錯(cuò)誤的內(nèi)插因子P5(即P5＞1)的Y5由在先的內(nèi)插第三數(shù)據(jù)(0≤P5≤1)取代。
然后，將Y5延遲一個(gè)時(shí)鐘時(shí)隙TSn，并且基于下一個(gè)Xn＝X6和下一個(gè)Xn-1＝X5對(duì)于它們的下一個(gè)時(shí)隙重新計(jì)算Y5。在這種情況下，從大于1的錯(cuò)誤的內(nèi)插因子P5＝P4+FD中減去1，然后變成P5＝P4+FD-1。在內(nèi)插公式Y(jié)n＝Xn-1+Pn(Xn-Xn-1)中，這意味著Xn由下一個(gè)Xn+1取代，并且Xn-1由下一個(gè)Xn取代。
然后Y5＝P5X6+P5(1-X5)，其中P5＝P4+FD-1。
P4＝0.99并且FD＝0.03，那么P5＝0.02并且Y5＝0.02X6+0.98X5。
然后，只要0≤Pn≤1，使用內(nèi)插公式Y(jié)n＝Xn-1+Pn(Xn-Xn-1)計(jì)算下一個(gè)Yn，其中該內(nèi)插公式應(yīng)用至Xn＝Xn+1以及Xn-1＝Xn，其中Pn＝Pn-1+FD。
圖5表示在由于負(fù)的計(jì)算后的頻率漂移FD使得內(nèi)插因子變得小于0的情況下，對(duì)應(yīng)的信號(hào)Xn、Xn+1、Yn、TLC和FILTLC的對(duì)應(yīng)計(jì)時(shí)圖，這對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的本地時(shí)鐘2太慢的情況。
假設(shè)對(duì)于Y13，內(nèi)插因子P13滿足0≤P13≤1的要求，使用內(nèi)插公式Y(jié)13＝(1-P13)X12+P13X13進(jìn)行Y13的計(jì)算。
例如，P13＝0.04并且FD＝-0.03。
然后P14＝0.01并且Y14＝(1-P14)X13+P14X14＝0.99X13+0.01X14. 假設(shè)在圖4中，P15變得小于0，即P15＝P14+FD＜0。
提供預(yù)測(cè)裝置43來在TLC的每個(gè)時(shí)鐘時(shí)隙TSn檢查根據(jù)公式Pn+1＝Pn+FD對(duì)于下一個(gè)時(shí)隙TSn+1計(jì)算的內(nèi)插因子Pn+1是否小于0。所以內(nèi)插裝置在時(shí)隙TSn過程中計(jì)算對(duì)下一個(gè)時(shí)隙TSn+1可用的內(nèi)插因子Pn+1。
如果預(yù)測(cè)裝置43為是，即，對(duì)于TLC的時(shí)隙TS14，P15＝-0.02＜0，那么時(shí)鐘濾波裝置將TLC的所述時(shí)隙TS14劃分為在濾波后的時(shí)鐘信號(hào)FILTLC中的第一部分時(shí)隙TS14-PART1和在濾波后的時(shí)鐘信號(hào)FILTLC中的第二部分時(shí)隙TS14-PART2，不再保持?jǐn)?shù)據(jù)Y14，并且基于應(yīng)用至新的內(nèi)插因子Pn+1bis＝P15bis＝P15+1的內(nèi)插公式Y(jié)n＝Xn-1+Pn(Xn-Xn-1)計(jì)算新的數(shù)據(jù)Y15，在該內(nèi)插公式中Xn由Xn+1取代，Xn-1由Xn取代，這意味著計(jì)算基于對(duì)應(yīng)于TLC的下一個(gè)時(shí)隙TSn+1的采樣Xn+1和Xn。這意味著將1加入小于0的錯(cuò)誤的內(nèi)插因子Pn+1＝Pn+FD，從而得到新的內(nèi)插因子Pn+1bis＝Pn+1+1，該新的內(nèi)插因子將大于0。
所以P15bis＝0.98，并且Y15＝(1-P15bis)X15+P15bisX16＝0.02X15+0.98X16 然后，只要0≤Pn≤1，使用內(nèi)插公式Y(jié)n＝Xn-1+Pn(Xn-Xn-1)計(jì)算下一個(gè)Yn，其中該內(nèi)插公式應(yīng)用至Xn＝Xn+1以及Xn-1＝Xn，其中Pn＝Pn-1+FD(以P15bis開始)。
在第二實(shí)施例中，內(nèi)插函數(shù)F的階是2 Yn＝C0Xn+C1Xn-1+C2Xn-2 可以通過三個(gè)因子數(shù)字濾波器C0、C1和C2來運(yùn)行二次內(nèi)插函數(shù)。
對(duì)于每個(gè)時(shí)隙TSn，內(nèi)插因子Pn增加FD。根據(jù)下面的公式計(jì)算內(nèi)插因子P的值Pn Pn＝Pn-1+FD 對(duì)于Yn，通過以下計(jì)算內(nèi)插函數(shù) 第二實(shí)施例與第一實(shí)施例相比，可以更好地衰減錯(cuò)誤。在第二實(shí)施例中表示了參考圖4和5描述的裝置和操作。
在其他實(shí)施例中，內(nèi)插函數(shù)的階可以是3、4或5，并且可以在這些進(jìn)一步的實(shí)施例中表示參考圖4和5描述的裝置和操作。
內(nèi)插之后，將從裝置4或的第二數(shù)據(jù)Y發(fā)送給抽選濾波器7。產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)Y的內(nèi)插裝置4的輸出41連接至抽選濾波器7的輸入71?；诘诙?shù)據(jù)Y，抽選濾波器7在其輸出72產(chǎn)生第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)A，該第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)A具有低于第一采樣頻率FE的第三預(yù)設(shè)采樣頻率F3和具有高于第一比特精度BR1的第三預(yù)設(shè)比特精度BR3，即，在sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器3具有所述第一1比特精度BR1的情況下，第三預(yù)設(shè)比特精度BR3高于1比特。在上述sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器3具有所述第一1比特精度BR1的情況下，所述第三比特精度BR3是16比特，并且所述第二比特精度BR2是24比特，所述第三采樣頻率F3是2kHz，對(duì)于采樣X和數(shù)據(jù)Y來說FE＝256kHz。抽選濾波器7也具有至少一個(gè)輸入73，用于接收濾波后的時(shí)鐘信號(hào)FILTLC，其是用于輸入數(shù)據(jù)Y的時(shí)鐘。
根據(jù)本發(fā)明的方法能夠使用內(nèi)插進(jìn)行連續(xù)的獲取而不具有持續(xù)時(shí)間限制。在數(shù)字抽選濾波器中同步數(shù)據(jù)流水線。
圖6表示的系統(tǒng)具有若干單元100，也被稱為節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)集成了與一個(gè)傳感器或一組傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備1，其中每個(gè)傳感器產(chǎn)生對(duì)其相關(guān)的傳感器的數(shù)據(jù)輸入。在圖6中由盒子102示出了傳感器，但是傳感器可以在每個(gè)單元100的外殼內(nèi)部或者在每個(gè)單元100的外殼之外。單元100被稱為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化單元(Field Digitilizer Unit，F(xiàn)DU)，因?yàn)閷?duì)于其中放置了相關(guān)的傳感器102的空間現(xiàn)場(chǎng)提供單元100，并且與不同單元100相關(guān)聯(lián)的傳感器102以非零的距離分開，即，由與單元100相關(guān)聯(lián)的傳感器覆蓋的空間場(chǎng)不同于由與另一個(gè)單元100相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)傳感器102覆蓋的空間場(chǎng)。至少提供電纜200來將參考時(shí)鐘REF帶給單元100。電纜200例如是在單元100之間延伸的電纜的形式，并且具有連接至參考時(shí)鐘6的一端201。
然后，避免了涉及對(duì)每個(gè)單元100的大的硬件需求的PLL(鎖相環(huán))的使用。并非控制本地時(shí)鐘，在每個(gè)單元100中測(cè)量本地時(shí)鐘2的默認(rèn)值，并且通過內(nèi)插采樣來數(shù)字地補(bǔ)償該默認(rèn)值。內(nèi)插函數(shù)的復(fù)雜性和消耗變得可以忽略。
同步具有來自輸出11的高過采樣率的采樣X。為了確定精確的FE值，基于具有任意已知頻率FREF的參考時(shí)鐘6來校準(zhǔn)采樣時(shí)鐘2、20。為了進(jìn)行異步采樣率轉(zhuǎn)換，對(duì)于來自輸出11的數(shù)據(jù)X進(jìn)行簡(jiǎn)單內(nèi)插。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，包括
第一裝置，在第一本地時(shí)鐘(2)提供的不完整采樣頻率(FE)下提供一系列第一數(shù)字采樣定時(shí)數(shù)據(jù)(X)，
第二校準(zhǔn)裝置(50)，用于通過第二參考時(shí)鐘(6)測(cè)量所述第一本地時(shí)鐘(2)的頻率誤差，
第三裝置，用于至少基于測(cè)量的頻率誤差來校準(zhǔn)所述第一數(shù)據(jù)，其特征在于，
第一裝置(3)包括sigma-delta調(diào)制裝置(3)，用于產(chǎn)生在第一本地時(shí)鐘(2)提供的所述第一不完整采樣頻率(FE)下采樣的所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)，
第三裝置包括至少一內(nèi)插裝置(4)和至少一抽選濾波器(7)，內(nèi)插裝置(4)至少基于所述第一系列數(shù)據(jù)采樣(X)的內(nèi)插來產(chǎn)生第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)并且補(bǔ)償測(cè)量到的頻率誤差(FD)，并且，抽選濾波器(7)用于基于所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)產(chǎn)生第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(A)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中所述第一裝置包括至少一產(chǎn)生模擬測(cè)量數(shù)據(jù)的模擬傳感器(102)，并且sigma-delta調(diào)制裝置(3)是sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)的形式，用于將傳感器(102)的所述模擬測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中所述第一裝置包括至少一數(shù)字傳感器，該數(shù)字傳感器具有所述sigma-delta調(diào)制裝置以產(chǎn)生所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中該設(shè)備包括控制裝置(42)，控制裝置(42)用于至少基于所述測(cè)量到的頻率誤差(FD)設(shè)置所述內(nèi)插。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，內(nèi)插裝置(4)具有內(nèi)插函數(shù)(F)，所述內(nèi)插函數(shù)(F)具有預(yù)設(shè)的固定階以及至少一參數(shù)(C0、C1、C2)，所述第三控制裝置(42)包括至少基于所述測(cè)量到的頻率誤差(FD)設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F)的所述參數(shù)(C0、C1、C2)的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，內(nèi)插函數(shù)(F)的階小于6。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，內(nèi)插函數(shù)(F)是線性的，并且控制裝置(42)根據(jù)當(dāng)前第一采樣Xn的以下內(nèi)插公式設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F)
Yn＝C0·Xn+C1·Xn-1
其中C0＝Pn
C1＝1-Pn
其中Xn-1和Xn分別是連續(xù)的第一采樣(X)，
Yn是對(duì)于Xn-1和Xn的內(nèi)插的第三數(shù)據(jù)(Y)，
其中控制裝置(42)根據(jù)以下公式計(jì)算內(nèi)插因子(P)的值Pn
Pn＝Pn-1+FD
其中，Pn-1和Pn分別是內(nèi)插因子P的連續(xù)值，并且FD是頻率漂移。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，內(nèi)插函數(shù)(F)具有等于2的階，并且控制裝置(42)根據(jù)當(dāng)前第一采樣Xn的以下內(nèi)插公式來設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F)
Yn＝C0·Xn+C1·Xn-1+C2·Xn-2
其中
其中Xn-2、Xn-1和Xn分別是連續(xù)的第一采樣(X)，
Yn是對(duì)于Xn-2、Xn-1和Xn的內(nèi)插后的第三數(shù)據(jù)(Y)，
其中第三控制裝置(42)根據(jù)以下公式計(jì)算內(nèi)插因子(P)的值Pn
Pn＝Pn-1+FD
其中Pn-1和Pn分別是內(nèi)插因子P的連續(xù)值，并且FD是頻率漂移。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，控制裝置(42)包括根據(jù)公式Pn＝Pn-1+FD檢查內(nèi)插因子(P)的值Pn是否大于或等于0且小于或等于1的裝置(43、44)，并且只要內(nèi)插因子大于或等于0且小于或等于1，控制裝置(42)根據(jù)內(nèi)插因子(P)為值Pn的Xn的內(nèi)插方程設(shè)置內(nèi)插函數(shù)(F)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，控制裝置(42)包括根據(jù)公式Pn＝Pn-1+FD檢查內(nèi)插因子(P)的值Pn對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn是否大于1的裝置(44)，并且如果根據(jù)公式Pn＝Pn-1+FD對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn計(jì)算的內(nèi)插因子(P)的值Pn大于1，那么控制裝置(42)通過Pn＝Pn-1+FD不將根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的對(duì)應(yīng)的內(nèi)插后的值Yn用作當(dāng)前第一采樣Xn的第三數(shù)據(jù)(Y)，而是通過根據(jù)Pn＝Pn-1+FD-1計(jì)算的內(nèi)插因子的值Pn，產(chǎn)生對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的值Yn作為與當(dāng)前第一采樣Xn相關(guān)的第三數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，控制裝置(42)包括預(yù)測(cè)裝置(43)，根據(jù)公式Pn+1＝Pn+FD檢查對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn的內(nèi)插因子(P)的下一個(gè)值Pn+1是否小于0，并且如果根據(jù)公式Pn＝Pn-1+FD對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn計(jì)算的內(nèi)插因子(P)的值Pn小于0，那么控制裝置(42)通過Pn＝Pn-1+FD對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn使用根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的對(duì)應(yīng)的內(nèi)插后的值Yn作為第三數(shù)據(jù)(Y)，并且通過根據(jù)Pn＝Pn-1+FD+1計(jì)算的內(nèi)插因子的值Pn，產(chǎn)生對(duì)于當(dāng)前第一采樣Xn根據(jù)內(nèi)插公式計(jì)算的另一個(gè)值作為第三數(shù)據(jù)(Y)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)具有至少為1并且小于等于4的第一預(yù)設(shè)比特精度(BR1)，第二數(shù)據(jù)(Y)具有所述第一采樣頻率(FE)以及高于第一比特精度(BR1)的第二預(yù)設(shè)比特精度(BR2)，并且第三數(shù)據(jù)(A)具有低于第一采樣頻率(FE)的第三預(yù)設(shè)采樣頻率(F3)以及高于第一比特精度(BR1)的第三預(yù)設(shè)比特精度(BR3)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，其中，預(yù)設(shè)第一本地時(shí)鐘頻率FE的值，使得根據(jù)過采樣率OR有至少一個(gè)傳感器提供的信號(hào)的過采樣高于1，其中過采樣率OR被定義為等于
OR＝FE/2·FU
其中FU是由所述傳感器提供的所述信號(hào)的最高有用頻率。
14.一種由計(jì)算裝置執(zhí)行的數(shù)據(jù)獲取方法，包括以下步驟
在第一本地時(shí)鐘(2)提供的不完整采樣頻率(FE)下提供一系列第一數(shù)字采樣定時(shí)數(shù)據(jù)(X)，
通過根據(jù)第二參考時(shí)鐘(6)校準(zhǔn)第一本地時(shí)鐘(100)來根據(jù)第二參考時(shí)鐘(6)測(cè)量第一本地時(shí)鐘(100)的頻率誤差，
至少基于測(cè)量到的頻率誤差來校正第一數(shù)據(jù)，
其特征在于，
由sigma-delta調(diào)制(3)產(chǎn)生在所述第一本地時(shí)鐘(2)提供的所述第一不完整采樣頻率(FE)下采樣的所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)，
為了補(bǔ)償測(cè)量到的頻率誤差(FD)，對(duì)于所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)(X)進(jìn)行內(nèi)插以產(chǎn)生第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)，
對(duì)所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)進(jìn)行抽選以產(chǎn)生第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(A)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)獲取設(shè)備和方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了第一裝置，在由本地時(shí)鐘(2)提供的不完整采樣頻率(FE)下提供一系列第一數(shù)字采樣數(shù)據(jù)(X)，所述第一裝置包括sigma-delta調(diào)制裝置(3)，用于提供所述一系列第一數(shù)字sigma-delta調(diào)制數(shù)據(jù)；第二校準(zhǔn)裝置(50)，用于根據(jù)參考時(shí)鐘(6)測(cè)量本地時(shí)鐘(2)的時(shí)鐘誤差；第三裝置，用于校正至少基于測(cè)量到的頻率誤差的第一數(shù)據(jù)，第三裝置至少包括內(nèi)插裝置(4)，至少基于所述第一系列的內(nèi)插(X)產(chǎn)生第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)并補(bǔ)償測(cè)量到的頻率誤差(FD)；以及抽選濾波器(7)，用于基于所述第二數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(Y)產(chǎn)生第三數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(A)。
文檔編號(hào)G01V1/22GK101826873SQ201010112930
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月3日
發(fā)明者熱羅姆·萊內(nèi) 申請(qǐng)人:舍塞爾公司