伯德图绘制方法、装置、计算机设备、存储介质与流程

1.本公开涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种伯德图绘制方法、装置、计算机设备、存储介质。


背景技术：

2.随着目标领域的发展，出现了电源分析技术，而伯德图是反映频率特性如幅频特性和相频特性的最直观形式，在电源分析技术中有着重要的应用前景。
3.伯德图一般由扫频数据进行处理得到，在扫频数据处理的过程中，目前的方式是人工寻找各个周期的幅值，然后计算得到幅值比和相位差等数据，根据幅值比和相位差等数据绘制伯德图。
4.然而，目前的传统的绘制伯德图的方式，由于扫频数据的数据量极大，所以通过人工的方式处理扫频数据(扫频信号)的过程效率较低，且容易出现计算不准确等一系列错误，影响得到的幅值增益和相位偏差等数据的结果的精度，从而无法准确的得知电源模组的频率特性。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高扫频数据的处理效率，且准确的计算幅值增益和相位偏差数据的伯德图绘制方法、装置、计算机设备、存储介质。
6.第一方面，本公开提供了一种伯德图绘制方法，所述方法包括：
7.将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，所述扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号；
8.分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，所述多点平均计算包括：计算多个扫描频段下的所述同相分量和正交分量中对应的测试频率点的均值；
9.根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，根据所述幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。
10.在其中一个实施例中，所述将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，包括：
11.将参考扫频信号和目标扫频信号进行预设的固定延迟并进行乘累加得到参考扫频信号的正交分量和目标扫频信号的正交分量；
12.将参考扫频信号和目标扫频信号的频率调整为与所述正交分量频率同步，得到参考扫频信号的同相分量和目标扫频信号的同相分量。
13.在其中一个实施例中，所述分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，包括：
14.获取多个扫描频段下的所述参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量中的第一测试频率点；
15.计算所述参考扫频信号的同相分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考同相分量均值；
16.计算所述参考扫频信号的正交分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考正交分量均值；
17.获取多个所述扫描频段下的所述目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中的第二测试频率点，所述第一测试频率点和所述第二测试频率点的数量和频率均相同；
18.计算所述目标扫频信号的同相分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标同相分量均值；
19.计算所述目标扫频信号的正交分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标正交分量均值。
20.在其中一个实施例中，所述根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，包括：
21.根据所述同相分量均值和所述正交分量均值计算得到综合解析信号；
22.根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。
23.在其中一个实施例中，所述根据所述同相分量均值和所述正交分量均值计算得到综合解析信号，包括：
24.根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中参考同相分量均值和参考正交分量均值计算得到所述参考通道的参考解析信号；
25.根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中目标同相分量均值和目标正交分量均值计算得到所述目标通道的目标解析信号；
26.根据所述参考解析信号和所述目标解析信号计算得到所述综合解析信号。
27.在其中一个实施例中，所述综合解析信号采用包括下述公式计算得到：
[0028][0029]
其中，i1为参考同相分量均值，q1为参考正交分量均值，j为虚部单位，i1+q1j为参考解析信号，i2为目标同相分量均值，q2为目标正交分量均值，i2+q2j为目标解析信号，i+qj为综合解析信号，i为综合同相分量，q为综合正交分量。
[0030]
在其中一个实施例中，所述根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，包括：
[0031]
计算所述综合解析信号中综合正交分量平方与综合同相分量平方的和的平方根，得到幅值增益；
[0032]
计算所述综合正交分量和综合同相分量的反正切值，得到所述相位偏差。
[0033]
在其中一个实施例中，所述幅值增益和相位偏差采用包括下述公式计算得到：
[0034][0035]
其中，a(t)为幅值增益；为相位偏差，i为综合解析信号中综合同相分量，q为综合解析信号中综合正交分量。
[0036]
一种伯德图绘制装置，所述装置包括：
[0037]
希尔伯特变换模块，用于将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，所述扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号；
[0038]
多点平均计算模块，用于分别对平滑处理后的所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，所述多点平均计算包括：计算多个扫描频段下的所述同相分量和正交分量中对应的测试频率点的均值；
[0039]
伯德图绘制模块，用于根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，根据所述幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。
[0040]
在所述装置的其中一个实施例中，所述希尔伯特变换模块包括：固定时延模块、扫频信号调整模块；
[0041]
所述固定时延模块，用于将参考扫频信号和目标扫频信号进行预设的固定延迟并进行乘累加得到参考扫频信号的正交分量和目标扫频信号的正交分量；
[0042]
所述扫频信号调整模块，用于将参考扫频信号和目标扫频信号的频率调整为与所述正交分量频率同步，得到参考扫频信号的同相分量和目标扫频信号的同相分量。
[0043]
在所述装置的其中一个实施例中，所述多点平均计算模块包括：
[0044]
第一测试点扫描模块，用于获取多个扫描频段下的所述参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量中的第一测试频率点；
[0045]
第二测试点扫描模块，用于获取多个所述扫描频段下的所述目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中的第二测试频率点，所述第一测试频率点和所述第二测试频率点的数量和频率均相同；
[0046]
同相分量均值计算模块，用于计算所述参考扫频信号的同相分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考同相分量均值，
[0047]
用于计算所述目标扫频信号的同相分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标同相分量均值；
[0048]
正交分量均值计算模块，用于计算所述参考扫频信号的正交分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考正交分量均值，
[0049]
用于计算所述目标扫频信号的正交分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标正交分量均值。
[0050]
在所述装置的其中一个实施例中，所述伯德图绘制模块包括：解析信号计算模块、幅值相位计算模块、幅值相位绘制模块；
[0051]
所述解析信号计算模块，用于根据所述同相分量均值和所述正交分量均值计算得到综合解析信号；
[0052]
所述幅值相位计算模块，用于根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。
[0053]
在所述装置的其中一个实施例中，所述解析信号计算模块包括：参考解析信号计算模块、目标解析信号计算模块、解析信号综合模块；
[0054]
所述参考解析信号计算模块，用于根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中
参考同相分量均值和参考正交分量均值计算得到参考解析信号；
[0055]
所述目标解析信号计算模块，用于根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中目标同相分量均值和目标正交分量均值计算得到目标解析信号；
[0056]
解析信号综合模块，用于根据所述参考解析信号和所述目标解析信号计算得到所述综合解析信号。
[0057]
在所述装置的其中一个实施例中，所述解析信号综合模块采用包括下述公式计算得到综合解析信号：
[0058][0059]
其中，i1为参考同相分量均值，q1为参考正交分量均值，j为虚部单位，i1+q1j为参考解析信号，i2为目标同相分量均值，q2为目标正交分量均值，i2+q2j为目标解析信号，i+qj为综合解析信号，i为综合同相分量，q为综合正交分量。
[0060]
在所述装置的其中一个实施例中，所述幅值相位计算模块包括：幅值增益计算模块、相位偏差计算模块；
[0061]
所述幅值增益计算模块，用于计算所述综合解析信号中综合正交分量平方与综合同相分量平方的和的平方根，得到幅值增益；
[0062]
所述相位偏差计算模块，用于计算所述综合正交分量和综合同相分量的反正切值，得到所述相位偏差。
[0063]
在所述装置的其中一个实施例中，所述幅值增益计算模块采用包括下述公式计算得到幅值增益：
[0064][0065]
所述相位偏差计算模块采用包括下述方式计算得到相位偏差：
[0066][0067]
其中，a(t)为幅值增益；为相位偏差，i为综合解析信号中综合同相分量，q为综合解析信号中综合正交分量。
[0068]
第三方面，本公开还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0069]
第四方面，本公开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，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0070]
第五方面，本公开还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0071]
上述实施例中，通过希尔伯特变换进行计算扫频信号对应的同相分量和正交分量，能够通过同相分量和正交分量进行多点平均计算得到正交分量均值和同相分量均值，能够保证幅频特性和相频特性测试的一致性，且最终通过正交分量均值和同相分量均值能够简单有效、快速准确、高精度的目标出电源模组的幅频增益和相位偏差进而绘制出伯德图，无需人工的方式处理扫频信号，并且由于无需通过人工处理，所以避免了计算不准确的
问题，不会影响得到的幅值增益和相位偏差等数据的结果的精度。而进行多点平均计算后的同相分量和正交分量滤除被测电源模块高频噪声，减少高频噪声对计算结果的影响。绘制得到伯德图后，通过伯德图可以看出在不同频率下，系统增益的大小及相位，也可以看出增益大小及相位随频率变化的趋势，还可以对电源模组稳定性进行判断。
附图说明
[0072]
为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0073]
图1为一个实施例中伯德图绘制方法的应用环境示意图；
[0074]
图2为一个实施例中伯德图绘制方法的流程示意图；
[0075]
图3为一个实施例中电源反馈网络结构示意图；
[0076]
图4为一个实施例中s202步骤的流程示意图；
[0077]
图5为一个实施例中s206步骤的流程示意图；
[0078]
图6为一个实施例中s208步骤的流程示意图；
[0079]
图7为一个实施例中希尔伯特变换示意图；
[0080]
图8为一个实施例中根据解析信号计算幅值增益和相位偏差的步骤的流程示意图；
[0081]
图9为一个另实施例中伯德图绘制方法的流程示意图；
[0082]
图10为一个实施例中伯德图绘制装置的结构示意框图；
[0083]
图11为一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。
具体实施方式
[0084]
为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。
[0085]
需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0086]
本公开实施例提供的伯德图绘制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，电源反馈网络102与示波器104进行连接。示波器104可以参考通道和目标通道获取电源反馈网络102中的扫频信号，并将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到扫频信号对应的同相分量和正交分量，扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号。示波器104分别对每个扫频信号的同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相
分量均值和正交分量均值，其中多点平均计算是计算多个不同扫描频段下的同相分量对应的每个测试点的均值，以及计算多个不同扫描频段下的正交分量对应的每个测试点的均值。示波器104可以根据同相分量均值、正交分量均值计算得到参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。进而示波器104可以根据幅值增益和相位偏差进行绘制，从而得到伯德图。
[0087]
需要说明的是，本该方法在应用环境中仅仅以示波器104和电源模组102进行举例，该方法也可以通过服务器连接示波器104进而通过服务器来实现。
[0088]
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种伯德图绘制方法，可以以该方法应用于图1中的示波器104为例进行说明，包括以下步骤：
[0089]
s202，将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，所述扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号。
[0090]
其中，扫频信号通常可以是电源反馈网络输出的正弦波信号的频率随时间在一定范围内反复扫描得到的信号。希尔伯特变换可以是在数学和信号处理领域中的一种变换方式，扫频信号经希尔伯特变换后，在频域各频率分量的幅度保持不变，但相位将出现90
°
相移，得到的可以是正交分量。同相分量通常可以是与扫频信号的方向相同的信号分量。正交分量通常可以是与扫频信号正交(相位相差90
°
，可以理解为与同相分量相互垂直)的信号分量。
[0091]
具体地，在绘制伯德图的过程中需要进行控制环路响应测试，获取进行响应测试时参考通道和目标通道上的扫频信号，得到参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号，将参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号均进行希尔伯特变换得到的参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号对应的同相分量和正交分量。扫频信号的频率可以在10hz～50mhz。
[0092]
在一些实施方式中，如图3所示，为了实现控制环路响应测试，需要注入误差信号到电源反馈网络的反馈路径中。反馈路径可以是指r1和r2的电阻分压器网络，需要把一个较小的电阻串联到反馈环路中，如3欧姆、5欧姆的电阻，在电源反馈网络中注入一个误差信号。误差信号可以通过串联一个rinj为5欧姆电阻来实现，可以使用一个注入变压器t1来隔离交流干扰信号，从而不产生任何的直流偏置。此处的目标系统可以是一台内置任意波形发生器的示波器，可以通过示波器测量在电源反馈网络的顶部(vin)的电源直流输出(vout)上的交流电压电平从而得到参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号。vref为基准电压。comp为放大器。fb为反馈。t1为变压器。
[0093]
s204，分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，所述多点平均计算包括：计算多个扫描频段下的所述同相分量和正交分量中对应的测试频率点的均值。
[0094]
其中，多点平均计算通常可以是计算多个扫描频段下同相分量中同一个固定的测试频率点的平均值，以及计算多个扫描频段下正交分量中同一个固定的测试频率点的平均值的方法。通常多点平均计算可以相当于进行平滑处理，平滑处理数通常可以是减少干扰信号对真实数据的影响的处理方式。能够消除尖锐噪声，滤除电源反馈网络的电源模组中的高频噪声。
[0095]
同相分量均值通常可以同相分量中固定的测试频率点的平均值的集合。正交分量
均值通常可以是可以正交分量中固定的测试频率点的平均值的集合。
[0096]
具体地，同相分量进行多点平均计算，得到同相分量的每个测试频率点的均值，根据同相分量的每个测试频率点的均值得到同相分量均值。对平滑处理后的正交分量进行多点平均计算，得到正交分量的每个测试频率的点的均值，根据正交分量的每个测试点的均值得到正交分量均值。
[0097]
在一些实施方式中，可以是将同相分量和正交分量，分别输入到均值滤波模块，频率域中均值滤波模块可以是一种低通滤波器，可以计算同相分量均值和正交分量均值并去掉高频信号。
[0098]
s206，根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，根据所述幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。
[0099]
其中，伯德图通常可以是系统频率响应的一种图示方法。幅值增益通常指的是多个扫频信号之间的每个测试频率点的幅值变化量。相位偏差通常可以指的是多个扫频信号之间的相位的变化量。
[0100]
具体地，可以根据每个扫频信号对应的同相分量均值和正交分量均值计算得到扫频信号之间的幅值增益，然后根据每个扫频信号对应的同相分量均值和正交分量均值计算得到参考通道和目标通道之间的相位偏差，根据得到的幅值增益和相位偏差绘制扫频信号之间的伯德图。
[0101]
在本实施例的一些示例性的实施方式中，可以通过一台内置任意波形发生器的示波器，测量在电源反馈网络中串联的电阻两端进而得到两组扫频信号，分别为参考扫频信号和目标扫频信号。可以将获取到的电源反馈网络中电源模组的参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号进行希尔伯特变换，得到参考扫频信号的参考同相分量和参考正交分量，得到目标扫频信号的目标同相分量和目标正交分量。参考通道中的参考扫频信号可以作为参考，目标通道的目标扫频信号数据的相位和幅值通常会随扫描频率的改变逐渐变化。分别对参考同相分量、参考正交分量、目标同相分量、目标正交分量进行多点平均计算，得到参考同相分量均值、参考正交分量均值、目标同相分量均值、目标正交分量均值。根据参考同相分量均值、参考正交分量均值、目标同相分量均值、目标正交分量均值计算得到参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。幅值增益和相位偏差通常是目标扫频信号对于参考扫频信号的幅值和相位的变化。根据得到的幅值增益和相位偏差绘制参考通道和目标通道之间的伯德图。
[0102]
由于被测扫频信号无法被示波器稳定触发，噪声大，无法使用示波器自带的目标功能进行目标，并且还要保证目标速度，单点测试时，数据处理的时间要在500ms以下。所以上述伯德图绘制方法中，通过希尔伯特变换进行计算扫频信号对应的同相分量和正交分量，能够通过同相分量和正交分量进行多点平均计算得到正交分量均值和同相分量均值，能够保证幅频特性和相频特性测试的一致性，且最终通过正交分量均值和同相分量均值能够简单有效、快速准确、高精度的计算出电源模组的幅频增益和相位偏差进而绘制出伯德图，无需人工的方式处理扫频信号，并且由于无需通过人工处理，所以避免了计算不准确的问题，不会影响得到的幅值增益和相位偏差等数据的结果的精度。而进行多点平均计算后的同相分量和正交分量滤除被测电源模块高频噪声，减少高频噪声对计算结果的影响。绘制得到伯德图后，通过伯德图可以看出在不同频率下，系统增益的大小及相位，也可以看出
增益大小及相位随频率变化的趋势，还可以对电源模组稳定性进行判断。
[0103]
在一个实施例中，如图4所示，所述将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，包括：
[0104]
s402，将参考扫频信号和目标扫频信号进行预设的固定延迟并进行乘累加得到参考扫频信号的正交分量和目标扫频信号的正交分量。
[0105]
其中，预设的固定延迟通常可以是预设的系数。
[0106]
具体地，将每个扫频信号均通过固定的系数进行延迟，进行延迟的同时进行乘累加使相位偏移90
°
，得到参考扫频信号的正交分量和目标扫频信号的正交分量。
[0107]
在一些实施方式中，可以进行预设固定抽头数的低通滤波器处理，得到参考扫频信号的正交分量和目标扫频信号的正交分量。
[0108]
s404，将参考扫频信号和目标扫频信号的频率调整为与所述正交分量频率同步，得到参考扫频信号的同相分量和目标扫频信号的同相分量。
[0109]
具体地，得到正交分量时通过固定的系数进行乘累加操作，所以会产生延迟，所以需要调整每个扫频信号，使得调整后的扫频信号与对应的正交分量频率同步，使得后续计算同相分量均值和正交分量均值时各个测试频率点对应，且便于计算对应每个测试频率点的幅值增益和相位偏差，调整后的扫频信号可以是同相分量。
[0110]
在本实施例的一些示例性的实施方式中，可以将参考扫频信号和目标扫频信号输入希尔伯特滤波器的fir滤波器中，得到参考正交分量和目标正交分量。可以将参考扫频信号和目标扫频信号输入至希尔伯特滤波器中进行固定延迟，使得频率与参考正交分量和目标正交分量相同，得到参考同相分量和目标同相分量。其中，希尔伯特滤波器通常是幅度为1的全通滤波器，通常是使用fir滤波器实现，对于偶次的fir滤波器，必须在0h和fs/2处降为0，且通常为带通滤波器，其中fir(finite impulse response)滤波器通常可以是有限长单位冲激响应滤波器，又称为非递归型滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。
[0111]
本实施例中的希尔伯特变换可以通过fpga(field programmable gate array)实现。理想的希尔伯特变换为正频率提供90度的相移，为负频率提供-90度的相移。希尔伯特变换接收一个实值信号，并且产生输出信号。输出信号的正交部分由fir滤波器产生。同相分量通常是输入信号经过延时后的结果，延时时间长度由fir滤波器处理过程得到正交分量输出所需要的相位延时决定，即延时补偿。通过fir滤波器的采样历史延迟的中心抽头和乘法器单元可以有效地实现输出信号的正交分量和同相分量。采用fpga进行算法设计，实现希尔伯特滤波器结构，通过中心抽头和乘法器单元能快速准确输出同相分量和正交分量。
[0112]
本实施例中的希尔伯特变换还可以通过数据分析软件如matlab来实现。设置采样率、信号源频率、通带频率；使用fdatool工具去构造希尔伯特滤波器，得到滤波器系数去带入到fpga程序中，得到希尔伯特滤波器。
[0113]
本实施例中，通过希尔伯特滤波器实现希尔伯特变换的方式从而得到扫频信号的正交分解，而本质希尔伯特滤波器通常是带通滤波器，可以有效滤除电源纹波中的高频噪声提高信噪比，提升计算得到的幅值增益和相位偏差的准确性和精度。
[0114]
在一个实施例中，如图5所示，所述分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，包括：
[0115]
s502，获取多个扫描频段下的所述参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量中的第一测试频率点。
[0116]
s504，计算所述参考扫频信号的同相分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考同相分量均值。
[0117]
s506，计算所述参考扫频信号的正交分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考正交分量均值。
[0118]
s508，获取多个所述扫描频段下的所述目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中的第二测试频率点，所述第一测试频率点和所述第二测试频率点的数量和频率均相同。
[0119]
s510，计算所述目标扫频信号的同相分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标同相分量均值。
[0120]
s512，计算所述目标扫频信号的正交分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标正交分量均值。
[0121]
其中，扫描频段通常指的单位时间内对同相分量和正交分量的扫描次数。
[0122]
具体地，可以将平滑处理后的参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量标记多个测试频率点，该多个测试频率点可以为第一测试频率点。可以将目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中标记多个测试频率点，该多个测试频率点的频率和数量和第一测试频率点的频率和数量相同，该多个测试频率点可以为第二测试频率点。其中，第一测试频率点和第二测试频率点至少为100个。在不同的扫描频段下分别获取不同扫描频段对应的第一测试频率点和第二测试频率点。因为参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量中每个第一测试频率点通过不同的扫描频段后，得到的不同数据值，计算不同扫描频段下的第一测试频率点的均值，该均值可以代表该测试频率点的平均水平，计算不同扫描频段下参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量中所有第一测试频率点的均值，得到参考同相分量均值和参考正交分量均值。因为目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中每个第二测试频率点通过不同的扫描频段后，得到的不同数据值，计算不同扫描频段下的目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中第二测试频率点的均值，该均值可以代表该第二测试频率点的平均水平，计算不同扫描频段下所有目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量第二测试频率点的均值，得到目标正交分量均值和目标同相分量均值。其中，同相分量均值可以包括：参考同相分量均值和目标同相分量均值。正交分量均值可以包括：参考正交分量均值和目标正交分量均值。
[0123]
在本实施例中，通过计算不同扫描频段下的测试频率点，能够得到同相分量均值和正交分量均值且同相分量和正交分量中的测试频率点数量和频率均相同能够保证多个扫频信号的幅频特性和相频特性测试的一致性，便于计算幅值增益和相位偏差，提高得到的伯德图的精准度。
[0124]
在一个实施例中，如图6所示，所述根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，包括：
[0125]
s602，根据所述同相分量均值和所述正交分量均值计算得到综合解析信号。
[0126]
s604，根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。
[0127]
其中，综合解析信号通常可以是根据不同扫频信号的同相分量均值和正交分量均值计算得到的解析信号。解析信号通常可以是通过同相分量和正交分量计算得到的信号。
[0128]
具体地，根据扫频信号中每个扫频信号的同相分量均值和正交分量均值计算每个扫频信号对应的解析信号，根据每个扫频信号中对应的解析信号得到综合解析信号。得到综合解析信号后，可以通过综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。
[0129]
在一些示例性的实施方式中，根据参考同相分量均值和参考正交分量均值得到参考扫频信号的参考解析信号，根据目标同相分量均值和目标正交分量均值计算得到目标扫频信号的目标解析信号。根据参考解析信号和目标解析信号计算得到综合解析信号，根据综合信号可以得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。
[0130]
在本实施例中，通过正交分量均值和同相分量均值能够计算得到每个扫频信号的解析信号，而解析信号通常可以是二维复平面上的信号，解析信号中复数的模和幅角代表了对应的扫频信号的幅度和相位，进而可以得到精确的计算得到幅值增益和相位偏差。
[0131]
在一个实施例中，所述综合解析信号采用包括下述公式计算得到：
[0132][0133]
其中，其中，i1为参考同相分量均值，q1为参考正交分量均值，j为虚部单位，i1+q1j为参考解析信号，i2为目标同相分量均值，q2为目标正交分量均值，i2+q2j为目标解析信号，i+qj为综合解析信号，i为综合同相分量，q为综合正交分量。
[0134]
具体地，在一些示例性的实施方式中，如图7所示，对于一个实信号可以是扫频信号x(t)，其希尔伯特变换为，对应的解析信号为，其中j为虚部单位。参考扫频信号可以表示为x1(t)。目标扫频信号可以表示为x2(t)。参考同相分量均值可以表示为i1＝x1(t)。参考正交分量均值可以表示为目标同相分量均值可以表示为i2＝x2(t)；目标正交分量均值可以表示为：
[0135]
参考解析信号可以表示为：
[0136]
目标解析信号可以表示为：
[0137]
在本实施例中，可以通过参考同相分量均值和参考正交分量均值以及目标同相分量均值和目标正交分量均值能够计算得到每个测试频率点的对应的参考解析信号和目标解析信号，进而通过参考解析信号和目标解析信号能够计算得到综合解析信号，而解析信号通常代表了对应的扫频信号的幅度和相位，所以能够精确的得到参考解析信号和目标解析信号中每个对应的测试频率点的幅度和相位，使得计算幅值增益和相位偏差更准确。
[0138]
在一个实施例中，如图8所示，所述根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，包括：
[0139]
s802，计算所述综合解析信号中综合正交分量平方与综合同相分量平方的和的平
方根，得到幅值增益。
[0140]
s804，计算所述综合正交分量和综合同相分量的反正切值，得到所述相位偏差。
[0141]
具体地，所述幅值增益和相位偏差采用包括下述公式计算得到：
[0142][0143]
其中，a(t)为幅值增益；为相位偏差，i为综合解析信号中综合同相分量，q为综合解析信号中综合正交分量。
[0144]
具体地，上述得到综合解析信号后，综合解析信号中综合同相分量可以为综合解析信号中综合正交分量可以为
[0145]
在本实施例中，通过综合同相分量和综合正交分量能够准确的得到扫频信号之间的幅值增益和相位偏差，进而得到的幅值增益和相位偏差绘制伯德图，能够通过伯德图准确的得知电源模组的频率特性。
[0146]
在另一个实施例中，如图9所示，本公开还提供了一种伯德图绘制方式，可以以该方法应用于图1中的示波器104为例进行说明，包括以下步骤：
[0147]
s902，获取参考通道和目标通道中的参考扫频信号和目标扫频信号。
[0148]
s904，分别对参考扫频信号和目标扫频信号进行希尔伯特变换，得到参考扫频信号的参考同相分量和参考正交分量，得到目标扫频信号的目标同相分量和目标正交分量。
[0149]
s906，计算不同扫描频段下参考同相分量的测试点均值和参考正交分量测试点均值。
[0150]
s908，根据参考同相分量的测试点均值和参考正交分量测试点均值计算参考解析信号。
[0151]
s910，计算不同扫描频段下目标同相分量的测试点均值和目标正交分量测试点均值。
[0152]
s912，根据目标同相分量的测试点均值和目标正交分量测试点均值计算目标解析信号。
[0153]
s914，根据参考解析信号和目标解析信号计算综合解析信号。
[0154]
s916，根据综合解析信号计算参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。
[0155]
s918，根据参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。
[0156]
关于本实施例的具体实施方式可参见上述实施例，在此不进行重复赘述。
[0157]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0158]
基于同样的发明构思，本公开实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的伯德图
绘制方法的伯德图绘制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个伯德图绘制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于伯德图绘制方法的限定，在此不再赘述。
[0159]
在一个实施例中，如图10所示，提供了一种伯德图绘制装置1000，所述装置包括：
[0160]
希尔伯特变换模块1002，用于将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，所述扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号；
[0161]
多点平均计算模块1004，用于分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，所述多点平均计算包括：计算多个扫描频段下的所述同相分量和正交分量中对应的测试频率点的均值；
[0162]
伯德图绘制模块1006，用于根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，根据所述幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。
[0163]
在所述装置的一个实施例中，所述希尔伯特变换模块1002包括：固定时延模块、扫频信号调整模块；
[0164]
所述固定时延模块，用于将参考扫频信号和目标扫频信号进行预设的固定延迟并进行乘累加得到参考扫频信号的正交分量和目标扫频信号的正交分量；
[0165]
所述扫频信号调整模块，用于将参考扫频信号和目标扫频信号的频率调整为与所述正交分量频率同步，得到参考扫频信号的同相分量和目标扫频信号的同相分量。
[0166]
在所述装置的一个实施例中，所述多点平均计算模块1004包括：
[0167]
第一测试点扫描模块，用于获取多个扫描频段下的所述参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量中的第一测试频率点；
[0168]
第二测试点扫描模块，用于获取多个所述扫描频段下的所述目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中的第二测试频率点，所述第一测试频率点和所述第二测试频率点的数量和频率均相同；
[0169]
同相分量均值计算模块，用于计算所述参考扫频信号的同相分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考同相分量均值，
[0170]
用于计算所述目标扫频信号的同相分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标同相分量均值；
[0171]
正交分量均值计算模块，用于计算所述参考扫频信号的正交分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考正交分量均值，
[0172]
用于计算所述目标扫频信号的正交分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标正交分量均值。
[0173]
在所述装置的一个实施例中，所述伯德图绘制模块1006包括：解析信号计算模块、幅值相位计算模块、幅值相位绘制模块；
[0174]
所述解析信号计算模块，用于根据所述同相分量均值和所述正交分量均值计算得到综合解析信号；
[0175]
所述幅值相位计算模块，用于根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。
[0176]
在所述装置的一个实施例中，所述解析信号计算模块包括：参考解析信号计算模块、目标解析信号计算模块、解析信号综合模块；
[0177]
所述参考解析信号计算模块，用于根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中参考同相分量均值和参考正交分量均值计算得到参考解析信号；
[0178]
所述目标解析信号计算模块，用于根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中目标同相分量均值和目标正交分量均值计算得到目标解析信号；
[0179]
解析信号综合模块，用于根据所述参考解析信号和所述目标解析信号计算得到所述综合解析信号。
[0180]
在所述装置的一个实施例中，所述解析信号综合模块采用包括下述公式计算得到综合解析信号：
[0181][0182]
其中，i1为参考同相分量均值，q1为参考正交分量均值，j为虚部单位，i1+q1j为参考解析信号，i2为目标同相分量均值，q2为目标正交分量均值，i2+q2j为目标解析信号，i+qj为综合解析信号，i为综合同相分量，q为综合正交分量。
[0183]
在所述装置的一个实施例中，所述幅值相位计算模块包括：幅值增益计算模块、相位偏差计算模块；
[0184]
所述幅值增益计算模块，用于计算所述综合解析信号中综合正交分量平方与综合同相分量平方的和的平方根，得到幅值增益；
[0185]
所述相位偏差计算模块，用于计算所述综合正交分量和综合同相分量的反正切值，得到所述相位偏差。
[0186]
在所述装置的一个实施例中，所述幅值增益计算模块采用包括下述公式计算得到幅值增益：
[0187][0188]
所述相位偏差计算模块采用包括下述方式计算得到相位偏差：
[0189][0190]
其中，a(t)为幅值增益；为相位偏差，i为综合解析信号中综合同相分量，q为综合解析信号中综合正交分量。
[0191]
上述伯德图绘制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0192]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过
wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种伯德图绘制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0193]
本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本公开方案相关的部分结构的框图，并不构成对本公开方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0194]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0195]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0196]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0197]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本公开所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本公开所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本公开所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0198]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0199]
以上所述实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本公开专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。因此，本公开的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种伯德图绘制方法，其特征在于，所述方法包括：将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，所述扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号；分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，所述多点平均计算包括：计算多个扫描频段下的所述同相分量和正交分量中对应的测试频率点的均值；根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，根据所述幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。2.根据权利要求1所述的伯德图绘制方法，其特征在于，所述将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，包括：将参考扫频信号和目标扫频信号进行预设的固定延迟并进行乘累加得到参考扫频信号的正交分量和目标扫频信号的正交分量；将参考扫频信号和目标扫频信号的频率调整为与所述正交分量频率同步，得到参考扫频信号的同相分量和目标扫频信号的同相分量。3.根据权利要求1所述的伯德图绘制方法，其特征在于，所述分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，包括：获取多个扫描频段下的所述参考扫频信号的同相分量和参考扫频信号的正交分量中的第一测试频率点；计算所述参考扫频信号的同相分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考同相分量均值；计算所述参考扫频信号的正交分量中第一测试频率点的平均值，得到参考扫频信号的参考正交分量均值；获取多个所述扫描频段下的所述目标扫频信号的同相分量和目标扫频信号的正交分量中的第二测试频率点，所述第一测试频率点和所述第二测试频率点的数量和频率均相同；计算所述目标扫频信号的同相分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标同相分量均值；计算所述目标扫频信号的正交分量中第二测试频率点的平均值，得到目标扫频信号的目标正交分量均值。4.根据权利要求1所述的伯德图绘制方法，其特征在于，所述根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，包括：根据所述同相分量均值和所述正交分量均值计算得到综合解析信号；根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差。5.根据权利要求4所述的伯德图绘制方法，其特征在于，所述根据所述同相分量均值和所述正交分量均值计算得到综合解析信号，包括：根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中参考同相分量均值和参考正交分量均值计算得到所述参考通道的参考解析信号；根据所述同相分量均值和所述正交分量均值中目标同相分量均值和目标正交分量均
值计算得到所述目标通道的目标解析信号；根据所述参考解析信号和所述目标解析信号计算得到所述综合解析信号；所述综合解析信号采用包括下述公式计算得到：其中，i1为参考同相分量均值，q1为参考正交分量均值，j为虚部单位，i1+q1j为参考解析信号，i2为目标同相分量均值，q2为目标正交分量均值，i2+q2j为目标解析信号，i+qj为综合解析信号，i为综合同相分量，q为综合正交分量。6.根据权利要求4所述的伯德图绘制方法，其特征在于，所述根据所述综合解析信号计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，包括：计算所述综合解析信号中综合正交分量平方与综合同相分量平方的和的平方根，得到幅值增益；计算所述综合正交分量和综合同相分量的反正切值，得到所述相位偏差；所述幅值增益和相位偏差采用包括下述公式计算得到：其中，a(t)为幅值增益；为相位偏差，i为综合解析信号中综合同相分量，q为综合解析信号中综合正交分量。7.一种伯德图绘制装置，其特征在于，所述装置包括：希尔伯特变换模块，用于将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，所述扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号；多点平均计算模块，用于分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，所述多点平均计算包括：计算多个扫描频段下的所述同相分量和正交分量中对应的测试频率点的均值；伯德图绘制模块，用于根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，根据所述幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本公开涉及一种伯德图绘制方法、装置、计算机设备、存储介质。所述方法包括：将获取到的扫频信号进行希尔伯特变换得到所述扫频信号的同相分量和正交分量，所述扫频信号包括：参考通道的参考扫频信号和目标通道的目标扫频信号；分别对所述同相分量和正交分量进行多点平均计算，得到同相分量均值以及正交分量均值，所述多点平均计算包括：计算多个扫描频段下的所述同相分量和正交分量中对应的测试频率点的均值；根据所述同相分量均值、正交分量均值计算得到所述参考通道和目标通道之间的幅值增益和相位偏差，根据所述幅值增益和相位偏差绘制得到伯德图。采用本方法能够提高扫频数据的处理效率，且准确的计算幅值增益和相位偏差等数据。偏差等数据。偏差等数据。


技术研发人员：张进超 王悦
受保护的技术使用者：普源精电科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2023/7/13