本申請涉及信號檢測領(lǐng)域,尤其涉及一種信號功率檢測方法、裝置和設(shè)備。
背景技術(shù):
在電視機電路板的生產(chǎn)過程中,為保證產(chǎn)品的合格率,需要檢測喇叭電路板的輸出功率,以通過檢測出的輸出功率確定出輸出功率為零使喇叭無聲或輸出功率過大可能會燒毀喇叭的不合格電路板。
由于喇叭的電阻是固定的,目前,在檢測喇叭電路板的輸出功率時,通過采集喇叭電路板的輸出信號的電壓值,進而將采集到的輸出信號的電壓值的平方對采集時長積分,再將積分得到的值除以喇叭的電阻值,以計算得到喇叭電路板在喇叭下的輸出功率。
然而,在采集喇叭電路板的輸出信號的電壓值時,為了使采集到的信號能夠較真實的還原輸出信號,需要將采集頻率設(shè)定為輸出信號頻率的2倍以上,這樣,當將采集頻率設(shè)定的較高時,由于采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲量和數(shù)據(jù)處理量的限制,需要將采集時長設(shè)定的很短,通常采集時長內(nèi)僅包含輸出信號的一個或幾個周期。這樣,當采集時長較短時,采樣點采在輸出信號零點附近的時間可能多于采樣點采在輸出信號峰值點附近的時間,或者是,采樣點采在輸出信號零點附近的時間可能少于采樣點采在輸出信號峰值點附近的時間。而當采用現(xiàn)有的方法計算輸出功率時,由于積分區(qū)間的長度為采樣時長,這樣,致使計算出的輸出功率與實際輸出功率偏差較大,計算出的輸出功率不準確(當采樣點采在輸出信號零點附近的時間多于采樣點采在輸出信號峰值點附近的時間時,計算出的輸出功率相比于實際輸出功率偏低;而當采樣點采在輸出信號零點附近的時間少于采樣點采在輸出信號峰值點附近的時間時,計算出的輸出功率相比于實際輸出功率偏高)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本申請?zhí)峁┮环N信號功率檢測方法、裝置和設(shè)備,以解決現(xiàn)有的信號功率檢測方法存在的準確性低的問題。
本申請第一方面提供一種信號功率檢測方法,包括:
獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值;
根據(jù)所述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù);其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍;
根據(jù)所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與所述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算所述輸出信號在所述負載下的輸出功率。
進一步地,所述獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值,具體包括:
按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集所述輸出信號,得到第一時域信號數(shù)據(jù);將所述第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到所述第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù);
根據(jù)所述第一頻域信號數(shù)據(jù)的縱坐標值,確定第一峰值點;其中,所述第一峰值點為所述第一頻域信號數(shù)據(jù)中縱坐標值最大的數(shù)據(jù)點;
根據(jù)所述第一采樣頻率、所述第一采樣時長和所述第一峰值點的位置信息,確定所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值,并將所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值確定為所述輸出信號的頻率值。
進一步地,所述根據(jù)所述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù),具體包括:
根據(jù)所述輸出信號的頻率值,確定第二采樣時長;其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述第二采樣時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述第二采樣時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍;
按照第二采樣頻率和所述第二采樣時長采集所述輸出信號,得到所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)。
進一步地,所述根據(jù)所述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù),具體包括:
根據(jù)所述輸出信號的頻率值,確定第一截取時長;其中,所述第一截取時長小于或者等于所述第一采樣時長,且當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述第一截取時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述第一截取時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍;
在所述第一時域信號數(shù)據(jù)中選取時長等于所述第一截取時長的采樣數(shù)據(jù),得到所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)。
進一步地,所述待測設(shè)備為電視機的喇叭電路板。
進一步地,所述第一采樣時長等于采樣點數(shù)除以所述第一采樣頻率,其中,所述采樣點數(shù)為2的整數(shù)次方。
進一步地,所述第二采樣頻率大于所述輸出信號的載波頻率的二倍。
本申請第二方面提供一種信號功率檢測裝置,包括:獲取模塊和處理模塊,其中,
所述獲取模塊,用于獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值;
所述獲取模塊,還用于根據(jù)所述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù);其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍;
所述處理模塊,用于根據(jù)所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與所述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算所述輸出信號在所述負載下的輸出功率。
本申請第三方面提供一種信號功率檢測設(shè)備,包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc采集電路和微控制單元mcu,其中,
所述adc采集電路,用于在所述mcu的控制下采集待測設(shè)備的輸出信號;
所述mcu,用于獲取所述輸出信號的頻率值;并根據(jù)所述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù);以及根據(jù)所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與所述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算所述輸出信號在所述負載下的輸出功率;其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
進一步地,所述adc采集電路,具體用于按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集所述輸出信號,得到第一時域信號數(shù)據(jù);
所述mcu,具體用于將所述第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到所述第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù);并根據(jù)所述第一頻域信號數(shù)據(jù)的縱坐標值,確定第一峰值點;以及根據(jù)所述第一采樣頻率、所述第一采樣時長和所述第一峰值點的位置信息,確定所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值,并將所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值確定為所述輸出信號的頻率值;其中,所述第一峰值點為所述第一頻域信號數(shù)據(jù)中縱坐標值最大的數(shù)據(jù)點。
本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法、裝置和設(shè)備,通過獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值,進而基于獲取到的輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù),從而根據(jù)上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與上述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算上述輸出信號在上述負載下的輸出功率,其中,當輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。這樣,由于預定時長的采樣數(shù)據(jù)中,采在輸出信號零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長基本相等,因此,可解決現(xiàn)有的信號功率檢測方法在計算輸出功率時,因峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點和零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長相差太大造成的計算結(jié)果不準確的問題,可準確的獲取到輸出信號的輸出功率。
附圖說明
圖1為本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法、裝置和設(shè)備的應(yīng)用場景示意圖;
圖2為本申請信號功率檢測方法實施例一的流程圖;
圖3為本申請信號功率檢測方法實施例二的流程圖;
圖4為一示例性實施例示出的第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖;
圖5為圖4示出的第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖;
圖6為本申請信號功率檢測方法實施例三的流程圖;
圖7為一示例性實施例示出的預定時長的采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖;
圖8為另一示例性實施例示出的預定時長的采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖;
圖9為又一示例性實施例示出的預定時長的采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖;
圖10為本申請信號功率檢測方法實施例四的流程圖;
圖11為本申請信號功率檢測裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12為本申請信號功率檢測設(shè)備實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
這里將詳細地對示例性實施例進行說明,其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時,除非另有表示,不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本申請相一致的所有實施方式。相反,它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
在本申請使用的術(shù)語是僅僅出于描述特定實施例的目的,而非旨在限制本申請。在本申請和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式,除非上下文清楚地表示其他含義。還應(yīng)當理解,本文中使用的術(shù)語“和/或”是指并包含一個或多個相關(guān)聯(lián)的列出項目的任何或所有可能組合。
需要說明的是,本申請的說明書和權(quán)利要求書及附圖中的術(shù)語“第一”“第二”等是用于區(qū)別類似的對象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)當理解的是,這樣的使用在適當?shù)那闆r下可以互換。
本申請?zhí)峁┮环N信號功率檢測方法、裝置和設(shè)備,以解決現(xiàn)有的信號功率檢測方法存在的準確性低的問題。
本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法、裝置和設(shè)備,可應(yīng)用于各個領(lǐng)域,以檢測輸出信號在特定負載下的輸出功率。例如,圖1為本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法、裝置和設(shè)備的應(yīng)用場景示意圖。請參照圖1,本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法、裝置和設(shè)備,可應(yīng)用于電視機領(lǐng)域,以通過本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法、裝置和設(shè)備較準確的檢測出電視機的喇叭電路板的輸出功率,進而基于檢測到的輸出功率識別出不合格電路板。
下面以具體的實施例對本申請的技術(shù)方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結(jié)合,對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。
圖2為本申請信號功率檢測方法實施例一的流程圖。本申請實施例的執(zhí)行主體可以是單獨的信號功率檢測裝置,也可以是集成了信號功率檢測裝置的信號功率檢測設(shè)備。本申請實施例以執(zhí)行主體為集成了信號功率檢測裝置的信號功率檢測設(shè)備為例進行說明。請參照圖2,本實施例提供的信號功率檢測方法,可以包括如下步驟:
s101、獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值。
需要說明的是,待測設(shè)備可以為需要測量輸出功率的任何設(shè)備,例如,可以是電視機的喇叭電路板、電腦的喇叭電路板等。參照圖1,下面以待測設(shè)備為電視機的喇叭電路板為例,詳細介紹本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法。此外,待測設(shè)備的輸出信號為周期信號,且待測設(shè)備的輸出信號可以是單周期內(nèi)非對稱信號,也可以是單周期內(nèi)對稱信號。結(jié)合上面的例子,當待測設(shè)備為電視機的喇叭電路板時,輸出信號為正弦信號(即輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號)。
具體的,在本申請一種可能的實現(xiàn)方式中,可以通過以下方法來獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值,具體的,該方法可以包括如下步驟:(1)向所述待測設(shè)備的前端設(shè)備發(fā)送頻率值獲取指令,其中,上述前端設(shè)備為向上述待測設(shè)備輸入上述輸出信號的設(shè)備;(2)接收所述前端設(shè)備發(fā)送的反饋信號,其中,所述反饋信號攜帶所述輸出信號的頻率值。這樣,基于上述步驟,便可準確地獲取到輸出信號的頻率值。例如,在本實施中,通過上述方法,獲取到電視機的喇叭電路板的輸出信號的頻率值為150hz。
s102、根據(jù)上述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù);其中,當上述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,上述預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當上述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,上述預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
具體的,為方便介紹本實施例的技術(shù)方案,將預定時長記為l(單位為s),將輸出信號的頻率值記為f0(單位為hz),將輸出信號的周期值記為t(其中,t=1/f0秒)。這樣,當輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍,即l=nt,其中,n為正整數(shù)。例如,n可以等于12。本實施例中,通過將預定時長設(shè)定為輸出信號的周期值的整數(shù)倍,并基于設(shè)定好的預定時長,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù)。這樣,可保證在上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)中,采在輸出信號峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號的零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長基本相等。
相應(yīng)地,當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍,即l=nt/2,其中,n為正整數(shù)。例如,n可以等于1。結(jié)合上面的例子(待測設(shè)備為電視機的喇叭電路板,電視機的喇叭電路板的輸出信號為正弦信號,即輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號,且獲取到電視機的喇叭電路板的輸出信號的頻率值等于150hz),在本實施例中,預定時長可以等于1/300秒。需要說明的是,當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,此時,根據(jù)功率計算公式可知,對輸出信號的電壓值進行平方運算后,輸出信號的電壓值的平方的周期等于輸出信號的電壓值的周期的一半(即將輸出信號的電壓值進行平方運算后,輸出信號的電壓值的平方值的周期等于t/2(輸出信號的周期值等于t))。這樣,在這種情況下,當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,只需要將預定時長設(shè)定為輸出信號的周期值一半的整數(shù)倍,即可保證在上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)中,采在輸出信號的峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號的零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長基本相等。
需要說明的是,可以通過向待測設(shè)備的前端設(shè)備發(fā)命令的方式獲取輸出信號的類型(即確定輸出信號是單周期內(nèi)對稱信號還是單周期內(nèi)非對稱信號),或者是基于采集的數(shù)據(jù)確定輸出信號的類型。
更具體的,本步驟中,在根據(jù)輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù)時,可以通過以下方法實現(xiàn)。例如,在一種可能的實現(xiàn)方式中,可以將采樣時長設(shè)定為上述預定時長,然后按照設(shè)定好的采樣時長采樣,以獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù)。再例如,在另一種可能的實現(xiàn)方式中,可以按照預設(shè)的采樣時長采樣,得到輸出信號的采樣數(shù)據(jù),然后從所述采集到的采樣數(shù)據(jù)中選取預定時長的采樣數(shù)據(jù)。下面將以具體的實施例詳細介紹本步驟的具體實現(xiàn)過程,此處不再贅述。
需要說明的是,上述采樣數(shù)據(jù)可以是采集輸出信號的電壓值得到的采樣數(shù)據(jù),也可以是采集輸出信號的電流值得到的采樣數(shù)據(jù)。本實施例中,以采樣數(shù)據(jù)為采集輸出信號的電壓值得到的采樣數(shù)據(jù)為例進行說明。
s103、根據(jù)上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與上述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算上述輸出信號在上述負載下的輸出功率。
具體的,當采樣數(shù)據(jù)為采集輸出信號的電壓值得到的采樣數(shù)據(jù)時,本步驟中,可按照公式(1)來計算輸出信號在特定負載下的輸出功率。
其中,p為輸出功率;
x(n)為預定時長的采樣數(shù)據(jù)中的第n個數(shù)據(jù)點的縱坐標值;
l為采樣時長;
r為負載的電阻值。
需要說明的是,當采樣數(shù)據(jù)為采集輸出信號的電流值得到的采樣數(shù)據(jù)時,可采用相應(yīng)的功率計算公式來計算輸出信號在特定負載下的輸出功率。
本實施中,在計算輸出信號在特定負載下的輸出功率時,通過獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值,進而基于獲取到的輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù),其中,當輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。這樣,在根據(jù)預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與上述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算輸出信號在負載下的輸出功率時,可保證在上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)中,采在輸出信號的峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號的零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長基本相等,可解決現(xiàn)有的方法在計算輸出功率時,因采在輸出信號的峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號的零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長相差太大造成的計算結(jié)果不準確的問題,可提高計算精度,提高計算結(jié)果的準確性(計算出的輸出功率與實際輸出功率偏差不大)。
本實施例提供的信號功率檢測方法,通過獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值,進而基于獲取到的輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù),從而根據(jù)上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與上述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算上述輸出信號在上述負載下的輸出功率,其中,當輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,預定時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。這樣,可準確的獲取到輸出信號在負載下的輸出功率。
圖3為本申請信號功率檢測方法實施例二的流程圖。本實施例涉及的是如何獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值的具體過程。在實施例一的基礎(chǔ)上,步驟s101具體包括:
s201、按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集上述輸出信號,得到第一時域信號數(shù)據(jù)。
具體的,信號功率檢測裝置中設(shè)置有獲取模塊,可利用獲取模塊獲取待測設(shè)備的輸出信號。在具體實現(xiàn)時,獲取模塊可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(analog-to-digitalconverter,簡稱adc)采集電路實現(xiàn)。
需要說明的是,根據(jù)采樣定理,要利用采樣信號無失真的恢復原信號,采樣頻率應(yīng)大于原信號最高頻率的2倍。因此,本實施例中,第一采樣頻率應(yīng)大于輸出信號最高頻率的2倍。例如,在本實施例中,待測設(shè)備為電視機的喇叭電路板時,輸出信號為一個聲音信號,聲音信號的頻率在20hz到20khz之間,因此,第一采樣頻率最小應(yīng)該為20khz的二倍,即第一采樣頻率應(yīng)大于40khz。例如,第一采樣頻率可以為48khz。需要說明的是,為精確的確定出輸出信號的頻率值,應(yīng)使第一采樣頻率越小越好。
進一步地,第一采樣時長是用戶根據(jù)實際需要設(shè)定的。具體的,用戶可以根據(jù)信號功率檢測裝置的數(shù)據(jù)存儲能力、數(shù)據(jù)處理能力和第一采樣頻率確定第一采樣時長??蛇x地,在本申請一可能的實現(xiàn)方式中,為了配合傅里葉變換的需要,可以采用下述方法來確定第一采樣時長,即第一采樣時長等于采樣點數(shù)除以上述第一采樣頻率,其中,上述采樣點數(shù)為2的整數(shù)次方。進一步地,本實施例中,為了兼顧計算精度和信號功率檢測裝置的數(shù)據(jù)存儲能力,可將采樣點數(shù)確定為4096。這樣,結(jié)合上面的例子,當?shù)谝徊蓸宇l率為48khz時,第一采樣時長為4096/48000秒(即在該采樣時長內(nèi),可以采集4096個數(shù)據(jù)點)。
結(jié)合上面的例子,當?shù)谝徊蓸宇l率為48khz時,第一采樣時長為4096/48000秒,此時,按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集上述輸出信號時,采集到第一時域信號數(shù)據(jù)可以如圖4所示(圖4為一示例性實施例示出的第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖)。
s202、將上述第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到上述第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù)。
具體的,本步驟中,首先,將第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù)。需要說明的是,有關(guān)傅里葉變換的具體實現(xiàn)過程和實現(xiàn)原理可以參見現(xiàn)有技術(shù)中的描述,此處不在贅述。例如,本實施例中,當將圖4所示的第一時域信號數(shù)據(jù)經(jīng)過傅里葉變換后,得到如圖5所示的第一頻域信號數(shù)據(jù)(具體的,圖5為圖4示出的第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖)。需要說明的是,由于時域信號數(shù)據(jù)為實數(shù),其經(jīng)過傅里葉變換后得到的頻域信號數(shù)據(jù)的前后兩半部分數(shù)據(jù)對稱,因此,在本實施中,時域信號數(shù)據(jù)僅取前半部分。
s203、根據(jù)上述第一頻域信號數(shù)據(jù)的縱坐標值,確定第一峰值點;其中,上述第一峰值點為上述第一頻域信號數(shù)據(jù)中縱坐標值最大的數(shù)據(jù)點。
具體的,當將第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換后,得到第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù)后,在該第一頻域信號數(shù)據(jù)中,存在幾個峰值點(參見圖5,存在兩個峰值點),此時,根據(jù)第一頻域信號數(shù)據(jù)的縱坐標值,確定第一峰值點。需要說明的是,第一峰值點為第一頻域信號數(shù)據(jù)中縱坐標最大的數(shù)據(jù)點。結(jié)合圖5,在本實施例中,第一峰值點為第一頻域信號數(shù)據(jù)中的第13個數(shù)據(jù)點(參見圖5,第一峰值點為圖5中左側(cè)的那個峰值點,其中,13為該數(shù)據(jù)點的位置信息)。
s204、根據(jù)上述第一采樣頻率、上述第一采樣時長和上述第一峰值點的位置信息,確定上述第一峰值點對應(yīng)的頻率值,并將上述第一峰值點對應(yīng)的頻率值確定為上述輸出信號的頻率值。
需要說明的是,第一峰值點的位置信息表征該第一峰值點為第幾個采樣數(shù)據(jù)點,例如,結(jié)合上面的例子,當?shù)谝环逯迭c的位置信息為13時,表征該第一峰值點為第13個采樣數(shù)據(jù)點。
具體的,為清楚的介紹本步驟的具體實現(xiàn)過程,將第一采樣頻率記為a,第一采樣時長記為t,第一峰值點對應(yīng)的位置信息記為m,第一峰值點對應(yīng)的頻率值記為f。此時,第一峰值點對應(yīng)的頻率值f按照如下公式計算:即
結(jié)合上面的例子,本實施例中,計算得到第一峰值點對應(yīng)的頻率值f等于152.34375hz(f=13*48000/4096=152.34375hz)。這樣,當計算得到第一峰值點對應(yīng)的頻率值后,便將第一峰值點對應(yīng)的頻率值確定為輸出信號的頻率值(經(jīng)過該方法獲取到的輸出信號的頻率值與輸出信號的實際頻率值(150hz)相差不大)。
本實施例提供的信號功率檢測方法,在獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值時,首先按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集輸出信號,得到第一時域信號數(shù)據(jù),接著通過將第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到上述第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù),進而基于第一頻域信號數(shù)據(jù)獲取輸出信號的頻率值。這樣,可較準確的獲取到輸出信號的頻率值,進而基于獲取到的輸出信號的頻率值獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù),從而可根據(jù)預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算輸出信號在特定負載下的輸出功率。這樣,可提高計算精度,提高計算結(jié)果的準確性。
下面給出兩個具體的實施例,用于詳細介紹本申請?zhí)峁┑男盘柟β蕶z測方法。
圖6為本申請信號功率檢測方法實施例三的流程圖。本實施例涉及的是信號功率檢測方法的整個過程。請參照圖6,本實施例提供的信號功率檢測方法,可以包括如下步驟:
s301、獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值。
需要說明的是,該步驟的具體實現(xiàn)過程和實現(xiàn)原理可以參見實施例一中步驟s101的描述或者實施例二的描述,在此不再贅述。
具體的,本實施例以實施例二中介紹的方法為例進行說明。這樣,本實施例中,經(jīng)過步驟s201至s204,獲取到待測設(shè)備的輸出信號的頻率值為152.34375hz。
s302、根據(jù)上述輸出信號的頻率值,確定第二采樣時長;其中,當上述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,第二采樣時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當上述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,上述第二采樣時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
具體的,當經(jīng)過步驟s301獲取到輸出信號的頻率值后,本實施例中,則根據(jù)輸出信號的頻率值,確定第二采樣時長,進而基于確定的第二采樣時長進一步采集輸出信號,以獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù)。
具體的,本步驟中,在根據(jù)輸出信號的頻率值,確定第二采樣時長時,當輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,確定第二采樣時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,確定第二采樣時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。在本實施例中,結(jié)合上面的例子,電視機的喇叭電路板的輸出信號為正弦信號,因此,此時,可確定第二采樣時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。例如,本實施例中,可確定第二采樣時長等于0.003282秒(其中,0.003282=1/(2*152.3437))。
s303、按照第二采樣頻率和上述第二采樣時長采集上述輸出信號,得到預定時長的采樣數(shù)據(jù)。
具體的,第二采樣頻率是用戶根據(jù)實際需要確定的。例如,在本實施例中,第二采樣頻率可以為48khz。可選地,在本申請一種可能的實現(xiàn)方式中,為減少載波對計算結(jié)果的影響,可將第二采樣頻率設(shè)定為大于輸出信號的載波頻率的二倍。例如,在本實施例中,第二采樣頻率可以為1mhz。
下面以第二采樣時長為0.003282秒,第二采樣頻率為1mhz為例進行說明。具體的,當經(jīng)過步驟s301確定了第二采樣時長(0.003282s)后,本步驟中,就按照第二采樣頻率(1mhz)和第二采樣時長(0.003282s)采集所述輸出信號,得到預定時長(0.003282s)的采樣數(shù)據(jù)。如圖7、圖8、圖9中的任意一附圖所示,其中,圖7、圖8、圖9分別為一示例性實施例示出的預定時長的采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的波形圖。需要說明的是,圖7、圖8、圖9的不同之處在于采樣起始點不同,其中,圖7是以零點作為采樣起始點得到的采樣數(shù)據(jù),圖8是以零點附近作為采樣起始點得到的采樣數(shù)據(jù),圖9是以峰值點附近作為采樣起始點得到的采樣數(shù)據(jù)。
s304、根據(jù)上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與上述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算上述輸出信號在上述負載下的輸出功率。
需要說明的是,該步驟的具體實現(xiàn)過程和實現(xiàn)原理可以參見實施例一中步驟s103的描述,此處不在贅述。
具體的,結(jié)合上面的例子,例如,針對圖7所示的采樣數(shù)據(jù),計算得到輸出信號在上述負載下的輸出功率p0等于0.5528/r;針對圖8所示的采樣數(shù)據(jù),計算得到輸出信號在上述負載下的輸出功率p1等于0.5505/r;針對圖9所示的采樣數(shù)據(jù),計算得到輸出信號在上述負載下的輸出功率p2等于0.5394/r。需要說明的是,當按照本實施例提供的方法計算輸出功率時,針對圖7、圖8及圖9,計算出的輸出功率的差異等于2.01%(其中,2.01%=(p1-p2)/p0),差異較小,計算得到的輸出功率較準確(即對于圖7、圖8和圖9而言,采樣起始點雖然不同,但采用本實施例提供的方法計算出的輸出功率的差異卻較小(與待測設(shè)備的實際輸出功率相差較小,計算結(jié)果較準確))。
本實施例提供的信號功率檢測方法,通過獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值,進而基于獲取到的輸出信號的頻率值,確定第二采樣時長,從而按照第二采樣時長采集輸出信號,以獲取預定長度的采樣數(shù)據(jù),其中,當上述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,第二采樣時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當上述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,上述第二采樣時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。這樣,在根據(jù)預定長度的采樣數(shù)據(jù)和與待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算輸出信號在上述負載下的輸出功率,可保證預定時長的采樣數(shù)據(jù)中,采在輸出信號的零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號的峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長基本相等,可解決現(xiàn)有的方法存在的計算結(jié)果不準確的問題,可提高計算精度,提高計算結(jié)果的準確性。
圖10為本申請信號功率檢測方法實施例四的流程圖。本實施例涉及的是信號功率檢測方法的整個過程。請參照圖10,本實施例提供的信號功率檢測方法,可以包括如下步驟:
s401、按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集待測設(shè)備的輸出信號,得到第一時域信號數(shù)據(jù)。
s402、將上述第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到上述第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù)。
s403、根據(jù)上述第一頻域信號數(shù)據(jù)的縱坐標值,確定第一峰值點;其中,上述第一峰值點為上述第一頻域信號數(shù)據(jù)中縱坐標值最大的數(shù)據(jù)點。
s404、根據(jù)上述第一采樣頻率、上述第一采樣時長和上述第一峰值點的位置信息,確定上述第一峰值點對應(yīng)的頻率值,并將上述第一峰值點對應(yīng)的頻率值確定為上述輸出信號的頻率值。
需要說明的是,步驟s401至s404的具體實現(xiàn)過程和實現(xiàn)原理可以參見實施例二的步驟s201至s204的描述,此處不在贅述。
s405、根據(jù)上述輸出信號的頻率值,確定第一截取時長;其中,上述第一截取時長小于或者等于上述第一采樣時長,且當上述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,上述第一截取時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當上述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,上述第一截取時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
具體的,可按照如下方法來確定第一截取時長(為方便說明本申請的技術(shù)方案,將第一截取時長記為l1,單位為秒),首先,可根據(jù)輸出信號的頻率值,確定輸出信號的周期值t(請繼續(xù)參照圖3,結(jié)合上面的例子,經(jīng)過步驟s401至s404,確定待測設(shè)備的輸出信號的頻率值等于152.34375hz,相應(yīng)地,確定輸出信號的周期值等于1/152.34375秒),之后,按照如下公式確定第一截取時長l1,具體的,當輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,l1=nt,其中,n為正整數(shù)。當輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,l=nt/2,其中,n為正整數(shù)。
需要說明的是,本實施例中,第一截取時長小于或者等于第一采樣時長。例如,當輸出信號為正弦信號時,若第一采樣時長大于at/2、且小于bt/2(其中,a小于b,且a、b為相鄰的正整數(shù))時,此時,第一截取時長最大只能等于at/2。請繼續(xù)參照圖4,例如,在本實施例中,第一采樣時長為4096/48000秒,且經(jīng)過步驟s401至s404確定待測設(shè)備的輸出信號的頻率值為152.34375hz,此時,25t/2<(4096/480000)<26t/2,因此,此時,第一截取時長最大可以取25t/2秒,即第一截取時長最大能取0.082s(第一截取時長可以等于t/2、t、3t/2……、25t/2)。需要說明的是,在具體實現(xiàn)時,為了充分利用采集到的數(shù)據(jù)點計算輸出信號在特定負載下的輸出功率,一般取第一截取時長等于0.082s(即第一截取時長取其可以取值中的最大值)。下面以第一截取時長等于0.082s為例進行說明。
s406、在上述第一時域信號數(shù)據(jù)中選取時長等于上述第一截取時長的采樣數(shù)據(jù),得到預定時長的采樣數(shù)據(jù)。
具體的,當經(jīng)過步驟s405確定了第一截取時長后,本步驟中,就在第一時域信號數(shù)據(jù)中選取時長等于上述第一截取時長的采樣數(shù)據(jù),得到預定時長的采樣數(shù)據(jù)。請繼續(xù)參照圖4,結(jié)合上面的例子,在圖4中截取時長等于0.082s的采樣數(shù)據(jù),得到預定時長的采樣數(shù)據(jù)。需要說明的是,從圖4中可以看出,該預定時長的采樣數(shù)據(jù)中,采在輸出信號的峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號的零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長基本相等。
s407、根據(jù)上述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與上述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算上述輸出信號在上述負載下的輸出功率。
需要說明的是,該步驟的具體實現(xiàn)過程和實現(xiàn)原理可以參見實施例一的步驟s103的描述,此處不再贅述。
本實施例提供的信號功率檢測方法,在根據(jù)采集到的第一時域信號數(shù)據(jù)確定了輸出信號的頻率值后,進一步根據(jù)上述頻率值,確定第一截取時長,進而利用上述第一截取時長,在上述第一時域信號數(shù)據(jù)中截取時長等于上述第一截取時長的采樣數(shù)據(jù),以得到預定時長的采樣數(shù)據(jù),其中,第一截取時長小于或者等于上述第一采樣時長,且當上述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,上述第一截取時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當上述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,上述第一截取時長等于上述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。這樣,在根據(jù)預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算輸出信號在特定負載下的輸出功率,可保證預定時長的采樣數(shù)據(jù)中,采在輸出信號的零點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長和采在輸出信號的峰值點附近的采樣數(shù)據(jù)點的時長相等,可解決現(xiàn)有的方法存在的計算結(jié)果不準確的問題,可提高計算精度,提高計算結(jié)果的準確性。
圖11為本申請信號功率檢測裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置可以通過軟件、硬件或者軟硬結(jié)合的方式實現(xiàn),且該裝置可以是單獨的信號功率檢測裝置,也可以是集成了信號功率檢測裝置的其他設(shè)備。如圖11所示,本實施例提供的信號功率檢測裝置,可以包括:獲取模塊100和處理模塊200,其中,
所述獲取模塊100,用于獲取待測設(shè)備的輸出信號的頻率值;
所述獲取模塊100,還用于根據(jù)所述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù);其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍;
所述處理模塊200,用于根據(jù)所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與所述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算所述輸出信號在所述負載下的輸出功率。
本實施例的裝置,可以用于執(zhí)行圖2所示方法實施例的技術(shù)方案,其實現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似,此處不再贅述。
進一步地,所述獲取模塊100,具體用于按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集所述輸出信號,得到第一時域信號數(shù)據(jù);并將所述第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到所述第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù);以及根據(jù)所述第一頻域信號數(shù)據(jù)的縱坐標值,確定第一峰值點;并根據(jù)所述第一采樣頻率、所述第一采樣時長和所述第一峰值點的位置信息,確定所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值,并將所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值確定為所述輸出信號的頻率值,所述第一峰值點為所述第一頻域信號數(shù)據(jù)中縱坐標值最大的數(shù)據(jù)點。
本實施例的裝置,可以用于執(zhí)行圖3所示方法實施例的技術(shù)方案,其實現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似,此處不再贅述。
進一步地,所述獲取模塊100,還具體用于根據(jù)所述輸出信號的頻率值,確定第二采樣時長;并按照第二采樣頻率和所述第二采樣時長采集所述輸出信號,得到所述預定時長的采樣數(shù)據(jù);其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述第二采樣時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述第二采樣時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
進一步地,所述獲取模塊100,還具體用于根據(jù)所述輸出信號的頻率值,確定第一截取時長;并在所述第一時域信號數(shù)據(jù)中選取時長等于所述第一截取時長的采樣數(shù)據(jù),得到所述預定時長的采樣數(shù)據(jù);其中,所述第一截取時長小于或者等于所述第一采樣時長,且當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述第一截取時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述第一截取時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
圖12為本申請信號功率檢測設(shè)備實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。請參照圖12,本實施例提供的信號功率檢測設(shè)備,包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器adc采集電路600和微控制單元700(microcontrollerunit,簡稱mcu),其中,
所述adc采集電路600,用于在所述mcu700的控制下采集待測設(shè)備的輸出信號;
所述mcu700,用于獲取所述輸出信號的頻率值;并根據(jù)所述輸出信號的頻率值,獲取預定時長的采樣數(shù)據(jù);以及根據(jù)所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)和與所述待測設(shè)備連接的負載的電阻值,計算所述輸出信號在所述負載下的輸出功率;其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述預定時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
本實施例的設(shè)備,可以用于執(zhí)行圖2所示方法實施例的技術(shù)方案,其實現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似,此處不再贅述。
進一步地,所述adc采集電路600,具體用于按照第一采樣頻率和第一采樣時長采集所述輸出信號,得到第一時域信號數(shù)據(jù);
所述mcu700,具體用于將所述第一時域信號數(shù)據(jù)進行傅里葉變換,得到所述第一時域信號數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一頻域信號數(shù)據(jù);并根據(jù)所述第一頻域信號數(shù)據(jù)的縱坐標值,確定第一峰值點;以及根據(jù)所述第一采樣頻率、所述第一采樣時長和所述第一峰值點的位置信息,確定所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值,并將所述第一峰值點對應(yīng)的頻率值確定為所述輸出信號的頻率值;其中,所述第一峰值點為所述第一頻域信號數(shù)據(jù)中縱坐標值最大的數(shù)據(jù)點。
本實施例的設(shè)備,可以用于執(zhí)行圖3所示方法實施例的技術(shù)方案,其實現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似,此處不再贅述。
進一步地,所述mcu700,還用于根據(jù)所述輸出信號的頻率值,確定第二采樣時長;其中,當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,第二采樣時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述第二采樣時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍;
所述adc采集電路600,還用于在所述mcu600的控制下按照第二采樣頻率和所述第二采樣時長采集所述輸出信號,得到所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)。
進一步地,所述mcu700,還用于根據(jù)所述輸出信號的頻率值,確定第一截取時長;并在所述第一時域信號數(shù)據(jù)中選取時長等于所述第一截取時長的采樣數(shù)據(jù),得到所述預定時長的采樣數(shù)據(jù)。其中,所述第一截取時長小于或者等于所述第一采樣時長,且當所述輸出信號為單周期內(nèi)非對稱信號時,所述第一截取時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值的整數(shù)倍;當所述輸出信號為單周期內(nèi)對稱信號時,所述第一截取時長等于所述頻率值對應(yīng)的周期值一半的整數(shù)倍。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時,執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟;而前述的存儲介質(zhì)包括:rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
最后應(yīng)說明的是:以上各實施例僅用以說明本申請的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本申請進行了詳細的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本申請各實施例技術(shù)方案的范圍。