一种基于光电混合计算系统的ADC动态欠采样方法及系统与流程

本发明属于光子计算，尤其涉及一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法及系统。

背景技术：

1、通常光通信系统中会采用nyquist采样。所谓nyquist采样是指采样率fs必须大于被测信号感兴趣最高频率分量的两倍，才能避免信息的损失。而小于两倍，则称之为欠采样。然而，在应用于ai计算（即人工智能算法，包括各种神经网络算法）的光电混合计算系统中，由于光子芯片对精度和灵活性的要求更高，因此，adc（模数转换器）输入模拟信号采样为数值采样而非nyquist采样。

2、欠采样时，如果不确定每个周期内具有代表性的采样时间点，就会导致信息丢失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法及系统，部分地解决或缓解现有技术中的上述不足，获取信号周期内的最佳采样点，最大程度避免欠采样时信息丢失。

2、为了解决上述所提到的技术问题，本发明具体采用以下技术方案：一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，包括：

3、s101在待采集信号中选择一个周期作为采样点位置获取周期；

4、s102按照时间顺序在采样点位置获取周期内设置两个初始采样点；

5、s103根据上两个采样点之间的波形趋势设置下一个采样点的步长，从而继续在采样点位置获取周期内新增采样点；重复本步骤，直到达到停止条件；所述停止条件为相邻采样点之间待采样信号的波形趋势小于波形趋势阈值，或/和，相邻采样点之间待采样信号的波形趋势的波动连续在波动阈值区间内的次数超过次数阈值；

6、s104将最后一个采样点在采样点位置获取周期的时间位置作为待采样信号所有周期的采样时间点对待采样信号进行采集。

7、作为一种改进，新增采样点的步长与上两个采样点之间的波形趋势呈反比。

8、作为一种改进，利用公式t=r*k-1计算新增采样点的步长，k为波形趋势，r为调整系数。

9、作为一种改进，若新增采样点超出采样点位置获取周期且未达到停止条件，则将调整系数r减小后重复步骤s101~步骤s104。

10、作为一种改进，所述波形趋势利用公式k=｜(y1-y2)/(x1-x2)｜，x1≠x2进行计算，其中k为波形趋势，x1和y1、x2和y2分别为相邻两个采样点的横坐标和纵坐标。

11、作为一种改进，两个初始采样点之间的时间间隔为待采样信号的1/6周期~1/4周期。

12、作为一种改进，所述两个初始采样点设置在前1/3周期内。

13、作为一种改进，所述采样点位置获取周期在待采集信号中随机选择或者指定。

14、本发明还提供一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样系统，包括：

15、采样点位置获取周期设置模块，用于在待采集信号中选择一个周期作为采样点位置获取周期；

16、初始采样点设置模块，用于按照时间顺序在待采样信号上同周期内设置两个初始采样点；

17、最佳采样点获取模块，用于根据上两个采样点之间的波形趋势设置下一个采样点的步长，从而继续在同周期内新增采样点；重复本步骤，直到达到停止条件；所述停止条件为相邻采样点之间待采样信号的波形趋势小于波形趋势阈值，或/和，相邻采样点之间待采样信号的波形趋势的波动连续在波动阈值区间内的次数超过次数阈值；

18、采样模块，用于将最后一个采样点所在该周期内的时间位置作为待采样信号所有周期的采样时间点对待采样信号进行采集。

19、本发明还提供一种计算机系统，包括存储器和处理器；所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，可实现上述基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法。

20、本发明的有益之处在于：

21、本发明通过在待采集的模拟信号中选择一个周期作为为采样点位置获取周期，该周期可以是随机选择也可由系统指定一个具有代表性的周期。然后按照时间顺序在采样点位置获取周期内设置两个初始采样点。两个初始采样点都设置在前1/3个周期内，从而为后续的采样点留出布置空间。根据上两个采样点之间的波形趋势设置下一个采样点的步长，从而继续在采样点位置获取周期内新增采样点，直到直到最佳采样点为止。将最后一个采样点在采样点位置获取周期的时间位置作为待采样信号所有周期的采样时间点对待采样信号进行采集。

22、通过在采样点位置获取周期内寻找一个最佳采样时间点，理论上从该最佳采样时间点进行采样可获得该周期最有代表性的信号点。将该最佳采样时间点所在的时间点位应用到待采集信号的所有周期中进行欠采样，能够最大程度获得该信号的信息从而便于进行模拟信号向数字信号的转换，进而保证了ai计算过程中的计算精确度，也即避免因为在非最佳采样时间点进行欠采样时（例如，从输入信号的非稳定波段开始采样），丢失数据而导致ai计算精确度降低的问题，尤其是涉及到大规模光电混合计算阵列的光电混合计算系统。

技术特征：

1.一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于：新增采样点的步长与上两个采样点之间的波形趋势呈反比。

3.根据权利要求2所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于：利用公式t=r*k-1计算新增采样点的步长，k为波形趋势，r为调整系数。

4.根据权利要求3所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于：若新增采样点超出采样点位置获取周期且未达到停止条件，则将调整系数r减小后重复步骤s101~步骤s104。

5.根据权利要求3所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于：所述波形趋势利用公式k=｜(y1-y2)/(x1-x2)｜，x1≠x2进行计算，其中k为波形趋势，x1和y1、x2和y2分别为相邻两个采样点的横坐标和纵坐标。

6.根据权利要求1所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于：两个初始采样点之间的时间间隔为待采样信号的1/6周期~1/4周期。

7.根据权利要求1所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于：所述两个初始采样点设置在前1/3周期内。

8.根据权利要求1所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法，其特征在于：所述采样点位置获取周期在待采集信号中随机选择或者指定。

9.一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样系统，其特征在于包括：

10.一种计算机系统，其特征在于：包括存储器和处理器；所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，可实现权利要求1~8中任意一项所述的一种基于光电混合计算系统的adc动态欠采样方法。

技术总结本发明公开了一种基于光电混合计算系统的ADC动态欠采样方法及系统，属于光子计算技术领域。该方法包括在待采集信号中选择一个周期作为采样点位置获取周期；按照时间顺序在采样点位置获取周期内设置两个初始采样点；根据上两个采样点之间的波形趋势设置下一个采样点的步长，从而继续在采样点位置获取周期内新增采样点；重复本步骤，直到达到停止条件；将最后一个采样点在采样点位置获取周期的时间位置作为待采样信号所有周期的采样时间点对待采样信号进行采集。该方法在可为待采样信号设置一个最佳采样点，使得待采样信号在每个周期内的该最佳采样点进行欠采样时，能够丢失最少的信息。技术研发人员：翁晓峰,郑炯卫,陶晶晶,程唐盛受保护的技术使用者：光本位科技（苏州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29