CN116304567A

CN116304567A - 一种信号过滤方法、装置和存储介质

Info

Publication number: CN116304567A
Application number: CN202310254340.6A
Authority: CN
Inventors: 程帅; 马旭
Original assignee: Hefei Datang Storage Technology Co ltd
Current assignee: Hefei Datang Storage Technology Co ltd
Priority date: 2023-03-13
Filing date: 2023-03-13
Publication date: 2023-06-23

Abstract

一种信号过滤方法、装置和存储介质，所述方法包括：从链路中任意两个信号通道之间的两个探测点分别采集第一信号S1和第二信号S2；所述第一信号S1和所述第二信号S2均包含正向信号，以及因正向信号在链路中反射产生的反向信号；根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号。

Description

一种信号过滤方法、装置和存储介质

技术领域

本文涉及信号处理技术，尤指一种信号过滤方法、装置和存储介质。

背景技术

目前，为了获取两个通道之间的信号，通常会在两个通道之间插入一个转接板interposer card，从转接板上捕获信号发送到逻辑分析仪进行分析，如图1所示。但是由于链路中存在信号反射，通常从转接板上捕获的信号不仅包含正向信号，还会混杂反射信号，造成捕获信号的质量可能比从接收端(RX)获得信号质量更糟糕，影响分析结果的准确率。

为抑制反射，已有的方法包括：

在源端串接一个电阻匹配，如图2所示，这种方式会减缓信号的上升和下降时间，且需要严格控制传输线阻抗；或

在接收端并联一个电阻到地匹配，如图3所示，这种方式会增加直流功耗，且也需要严格控制传输线阻抗。

发明内容

本申请提供了一种信号过滤方法、装置和存储介质，可以获得所需的正向信号，且无需严格控制传输线阻抗。

本申请提供的信号过滤方法，包括：

从链路中任意两个信号通道之间的两个探测点分别采集第一信号S1和第二信号S2；所述第一信号S1和所述第二信号S2均包含正向信号，以及因正向信号在链路中反射产生的反向信号；

根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号。

在一示例性实施例中，所述两个探测点之间的电磁场模式，包括：

所述两个探测点之间的电磁场是横向电磁TEM模式。

在一示例性实施例中，根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号，包括：

将所述第一信号S1与第一增益1/(1-k²)相乘，获得第一分量；

将所述第二信号S2与第二增益-k/(1-k²)相乘，获得第二分量；

将所述第一分量和所述第二分量求和，并将求和的结果作为所述第一信号S1的正向信号；

其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号。

将所述第一信号S1与第三增益k/(1-k²)相乘，获得第三分量；

将所述第二信号S2与第四增益与-k²/(1-k²)相乘，获得第四分量；

将所述第三分量和所述第四分量求和，并将求和的结果作为所述第二信号S2的正向信号；

其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如前任一实施例所述的信号过滤方法。

本申请还提供了一种信号过滤装置，所述滤波装置包括存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，实现如前任一实施例所述的信号过滤方法。

本申请还提供了一种信号过滤装置，所述装置包括：

信号采集电路，设置为从链路中任意两个信号通道之间的两个探测点分别采集第一信号S1和第二信号S2；所述第一信号S1和所述第二信号S2均包含正向信号，以及因正向信号在链路中反射产生的反向信号；

信号过滤电路，设置为接收所述信号采集电路采集的第一信号S1和第二信号S2，并根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号。

所述两个探测点之间的电磁场是横向电磁TEM模式。

在一示例性实施例中，所述信号过滤电路，包括：

乘法子电路，设置为将第一信号S1与第一增益1/(1-k²)相乘，获得第一分量；以及将第二信号S2与第二增益-k/(1-k²)相乘，获得第二分量，其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号；

加法子电路，设置为将所述第一分量和所述第二分量求和，并获得所述第一信号S1的正向信号。

在一示例性实施例中，所述信号过滤电路，包括：

乘法子电路，设置为将第一信号S1与第三增益k/(1-k²)相乘，获得第三分量；以及将所述第二信号S2与第四增益与-k²/(1-k²)相乘，获得第四分量；其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号；

加法子电路，设置为将所述第三分量和所述第四分量求和，并获得所述第二信号S2的正向信号。

与相关技术相比，本申请实施例记载的方案能够根据从链路中采集到的两个均包含反向信号和正向信号的混合信号之间的关系，获得这两个混合信号中所包含的正向信号，为准确获得链路有用信号提供了新的思路；此外，这种方式不涉及电阻匹配，因此也不需要严格控制传输线阻抗。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为相关技术从电路中提取信号的示意图；

图2为相关技术在电路中抑制反射的示意图；

图3为相关技术另一种在电路中抑制反射的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种信号过滤方法流程图；

图5为本申请实施例提供的一种第一信号S1和第二信号S2组成示意图；

图6为本申请实施例提供的一种信号滤波器的传递函数示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种信号滤波器的传递函数示意图；

图8为本申请实施例提供的从电路中提取信号的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种信号过滤装置示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种信号过滤装置示意图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

本申请实施例提供了一种信号过滤方法，如图4所示，所述方法包括：

步骤S401从链路中任意两个信号通道之间的两个探测点分别采集第一信号S1和第二信号S2；

所述第一信号S1和所述第二信号S2均包含正向信号，以及因正向信号在链路中反射产生的反向信号；

步骤S402根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号。

本申请实施例提供的过滤方法，能够根据从链路中采集到的两个均包含反向信号和正向信号的混合信号之间的关系，获得这两个混合信号中所包含的正向信号，为准确获得链路有用信号提供了新的思路；此外，这种方式不涉及电阻匹配，因此也不需要严格控制传输线阻抗。

所述两个探测点之间的电磁场是横向电磁(Transverse ElectroMagnetic，TEM)模式，由于现有电路板的走线通常是微带线和带状线，因此现有多数高速信号通道都满足此条件。

图5示出了一种第一信号S1和第二信号S2组成的示意图，从探测点1采集第一信号S1，从探测点2采集第二信号S2，第一信号S1包含正向信号S₁₊(t)和反向信号S_1-(t)，第二信号S2包含正向信号S₂₊(t)和反向信号S_2-(t)。

图5中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号，由于两个探测点之间的电磁场是TEM模式，第一信号S1经过传输线后存在损耗，因此第二信号小于第一信号，通常第一信号S1是第二信号S2的k倍，K＝e^-γL，L是两个探测点之间的链路长度，γ是传播系数；γ取决于电路中的RLGC参数，R、L、G和C分别表示两个探测点之间传输线的等效电阻、电感、电导和电容；可选的，γ的确定方式可以为

将所述第一信号S1与第一增益1/(1-k²)相乘，获得第一分量；

将所述第二信号S2与第二增益-k/(1-k²)相乘，获得第二分量；

将所述第一分量和所述第二分量求和，并将求和的结果作为所述第一信号S1的正向信号，其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号。

根据图5进行算法推导，具体过程如下：

第一信号S1的时域表示为S₁(t)，第二信号S2的时域表示为S₂(t)；

S₁(t)＝ S₁₊(t)+ S_1-(t) (1)

S₂(t)＝ S₂₊(t)+ S_2-(t) (2)

把公式(1)和公式(2)进行傅里叶变换，得到：

S₁(jω)＝ S₁₊( jω)+ S_1-( jω) (3)

S₂(jω)＝ S₂₊( jω)+ S_2-( jω) (4)

ω为角频率。

因为探测点1和探测点2之间之间的电磁场为TEM模式，可以得到：

S₂₊( jω)＝ k*S₁₊( jω) (5)

k* S_2-( jω)＝ S_1-( jω) (6)

将公式(5)和公式(6)代入公式(4)，得到：

S₂(jω)＝ k* S₁₊( jω)+ (1/k)*S_1-( jω) (7)

将公式(3)和1/K相乘，得到：

(1/k)* S₁(jω)＝ (1/k)* S₁₊( jω)+ (1/k)* S_1-( jω) (8)

将公式(8)-公式(7)，得到：

对公式(9)进行变形，得到：

S₁(jω)-KS₂(jω)＝S₁₊(jω)-K²S₁₊(jω) (10)

其中，1/(1-k²)为所述第一增益，-k/(1-k²)为所述第二增益。

当根据公式(11)构建滤波器时，滤波器的传递函数可以如图6所示。

在另一示例性实施例中，根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号，包括：

将所述第一信号S1与第三增益k/(1-k²)相乘，获得第三分量；

其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号。

同样根据图5进行算法推导，具体过程如下：

将k乘以公式(3)，得到：

k*S₁(jω)＝k* S₁₊( jω)+k* S_1-( jω) (12)

可以将上述公式(5)和公式(6)代入公式(12)，得到：

k*S₁(jω)＝ S₂₊( jω)+ k²* S_2-( jω) (13)

将公式(4)和k²相乘，得到：

k²*S₂(jω)＝ k²*S₂₊( jω)+ k²*S_2-( jω) (14)

将公式(14)-公式(13)，得到：

k²*S₂(jω)- k*S₁(jω)＝(k²-1)* S₂₊( jω) (15)

对公式(15)进行变形，得到：

S₂₊( jω)＝ k /(1- k²)* S₁(jω)- k²/(1- k²)* S₂(jω) (16)

其中，k/(1-k²)为所述第三增益，-k²/(1-k²)为所述第四增益。

当根据公式(16)构建信号滤波器时，滤波器的传递函数可以如图7所示。

图8示出了一种根据本申请实施例记载的信号过滤方法从电路中提取信号的示意图。经过本申请实施例所述的方法获得的正向信号的完整性与接收端相当，甚至有可能还要更好，为后续根据信号进行逻辑分析的准确率提供了保障。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如前任一实施例所述的信号过滤方法。

本申请实施例还提供了一种信号过滤装置，如图9所示，所述滤波装置包括存储器901和处理器902，所述存储器901存储有程序，所述程序在被所述处理器902读取执行时，实现如前任一实施例所述的信号过滤方法。

本申请实施例提供的信号过滤装置可通过中央处理单元CPU、可编程逻辑器件FPGA、专用集成电路ASIC或其他计算器件实现。由于该信号过滤装置可实现如前任一实施例所述的信号过滤方法，因此也同样具备如前任一实施例所述的信号过滤方法所能实现的技术效果。

本申请实施例还提供了一种信号过滤装置，如图10所示，所述装置包括：

信号采集电路1001，设置为从链路中任意两个信号通道之间的两个探测点分别采集第一信号S1和第二信号S2；所述第一信号S1和所述第二信号S2均包含正向信号，以及因正向信号在链路中反射产生的反向信号；

信号过滤电路1002，设置为接收所述信号采集电路1001采集的第一信号S1和第二信号S2，并根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号。

本申请实施例提供的信号过滤装置还可通过硬件电路实现。

在一示例性实施例中，所述两个探测点之间的电磁场是横向电磁TEM模式。

在一示例性实施例中，所述信号过滤电路，包括：

在另一示例性实施例中，所述信号过滤电路，包括：

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims

1.一种信号过滤方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述两个探测点之间的电磁场模式，包括：

所述两个探测点之间的电磁场是横向电磁TEM模式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

根据所述第一信号S1、所述第二信号S2，以及两个探测点之间的电磁场模式，获得从其中任一探测点采集信号的正向信号，包括：

将所述第一信号S1与第一增益1/(1-k²)相乘，获得第一分量；

将所述第二信号S2与第二增益-k/(1-k²)相乘，获得第二分量；

其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

将所述第一信号S1与第三增益k/(1-k²)相乘，获得第三分量；

其中，第一信号S1是第二信号S2的上游信号。

5.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至4中任一项所述的信号过滤方法。

6.一种信号过滤装置，所述滤波装置包括存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述程序在被所述处理器读取执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的信号过滤方法。

7.一种信号过滤装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述两个探测点之间的电磁场模式，包括：

所述两个探测点之间的电磁场是横向电磁TEM模式。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述信号过滤电路，包括：

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述信号过滤电路，包括：