基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法及装置

本发明属于一种电容值估算方法，具体是涉及到一种基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法及装置。

背景技术：

1、电容在特定应用场合下具有解耦、旁路、滤波以及储能等作用，在信号的去噪以及电荷的储存等方面有着重要的地位。通常，电容失效会造成严重的危害，例如：当隔离电容失效后，驱动电压不匹配的前、后级电路会产生相互干扰，从而大幅降低输出信号的质量；再者，当?；さ缛菔Ш?，强电会在短时间内对后续电路造成不可逆的冲击损害。因此，对电容的运行状态进行辨识检测也显得尤为重要。

2、现有技术中对电容的状态识别具体有以下几种方法：(1)电容层析成像(electrical?capacitance?tomography，ect)技术，但电容层析成像技术后续需要用户定制ect测量系统并加装传感器，电容噪声过大会对图像重建质量有很大影响。(2)基于高压交流激励的电容测量法，基于高压交流激励的微小电容测量法适用的试验电压过大，且样本容值过小，抗干扰能力差。

3、目前现有技术中常见的电容测量方法有：基于谐振测量法、基于自激振荡测量法、基于交流测量法和直流充放电测量法。此外，针对微小电容，现有的检测技术主要有跨阻放大检测法，充放电法电容检测以及电荷转移法等，虽可以对电容的状态进行识别，但在一定条件下不能对外界干扰进行消除，因此不具备较强的普适性。

4、由于依赖传感器，现有技术常用的上述方法均需要对电路进行一定程度的埋线，操作不便，电容测量操作便捷性较差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是现有技术常用的上述方法均需要对电路进行一定程度的埋线，操作不便，电容测量操作便捷性较差，为了解决上述问题，本发明提供一种基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法及装置。

2、本发明的内容包括：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法，包括：

4、向目标器件注入测试信号，所述测试信号基于伪随机编码生成；

5、采集反射信号，所述反射信号为所述目标器件对所述测试信号进行反射得到的信号；

6、对所述测试信号和所述反射信号进行互相关处理，得到互相关数据；

7、基于所述互相关数据进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值。

8、可选地，所述互相关数据包括目标峰值和目标时延，所述对所述测试信号和所述反射信号进行互相关处理，得到互相关数据，包括：

9、对所述测试信号和所述反射信息进行滤波和归一化处理后进行互相关处理，得到互相关波形，所述互相关波形用于表征互相关系数与时延的关联关系；

10、将所述互相关波形中绝对值最大的互相关系数确定为所述目标峰值；

11、将所述目标峰值对应的时延确定为所述目标时延。

12、可选地，所述基于所述互相关数据进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值，包括：

13、将所述测试信号的种类、测试信号的频率以及所述互相关数据输入预先训练的估算模型进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值。

14、可选地，所述基于所述互相关数据进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值，包括：

15、确定所述测试信号对应的拟合曲线，所述拟合曲线用于表征目标时延与电容值的关联关系；

16、基于所述拟合曲线，确定所述目标时延对应的所述目标器件的电容值。

17、可选地，所述将所述测试信号的种类、信号频率和所述互相关数据输入预先训练好的估算模型进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值之前，所述方法还包括：

18、构建初始模型，所述初始模型的模型参数基于遗传算法确定；

19、利用训练数据集对所述初始模型进行迭代训练，得到所述估算模型。

20、可选地，所述估算模型包括输入层、隐含层和输出层，所述输入层包含4个输入层神经元节点，所述隐含层包含5个隐含层神经元节点，所述输出层包含1个输出层神经元节点。

21、可选地，所述向目标器件注入测试信号之前，所述方法还包括：

22、生成预设码长的m码线性序列；

23、以2倍频关系对所述m码线性序列进行调制，得到所述测试信号。

24、第二方面，本发明实施例提供一种基于扩展频谱时域反射的电容值估算装置，包括：

25、注入?？?，用于向目标器件注入测试信号，所述测试信号基于伪随机编码生成；

26、采集?？?，用于采集反射信号，所述反射信号为所述目标器件对所述测试信号进行反射得到的信号；

27、处理?？?，用于对所述测试信号和所述反射信号进行互相关处理，得到互相关数据；

28、估算?？?，用于基于所述互相关数据进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值。

29、第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如第一方面所述的基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法中的步骤。

30、第四方面，本发明实施例提供一种可读存储介质，用于存储程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述的基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法中的步骤。

31、在本发明实施例中，向目标器件注入测试信号，测试信号基于伪随机编码生成；采集反射信号，反射信号为目标器件对测试信号进行反射得到的信号；对测试信号和反射信号进行互相关处理，得到互相关数据；基于互相关数据进行电容值估算，得到目标器件的电容值。本发明的有益效果是，本发明对电容值的估算无需依赖传感器，无需进行预先埋线，电容估算操作的便捷性较高。

技术特征：

1.一种基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法，其特征是，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述互相关数据包括目标峰值和目标时延，所述对所述测试信号和所述反射信号进行互相关处理，得到互相关数据，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征是，所述基于所述互相关数据进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值，包括：

4.如权利要求2所述的方法，其特征是，所述基于所述互相关数据进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值，包括：

5.如权利要求3所述的方法，其特征是，所述将所述测试信号的种类、信号频率和所述互相关数据输入预先训练好的估算模型进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值之前，所述方法还包括：

6.如权利要求3所述的方法，其特征是，所述估算模型包括输入层、隐含层和输出层，所述输入层包含4个输入层神经元节点，所述隐含层包含5个隐含层神经元节点，所述输出层包含1个输出层神经元节点。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述向目标器件注入测试信号之前，所述方法还包括：

8.一种基于扩展频谱时域反射的电容值估算装置，其特征是，包括：

9.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征是，所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如权利要求1至7中任一项所述的基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法中的步骤。

10.一种可读存储介质，用于存储程序，其特征是，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法中的步骤。

技术总结
本发明公开了一种电容值估算方法，具体是涉及到一种基于扩展频谱时域反射的电容值估算方法及装置。该方法包括：向目标器件注入测试信号，所述测试信号基于伪随机编码生成；采集反射信号，所述反射信号为所述目标器件对所述测试信号进行反射得到的信号；对所述测试信号和所述反射信号进行互相关处理，得到互相关数据；基于所述互相关数据进行电容值估算，得到所述目标器件的电容值。本申请实施例无需对电路进行埋线即可实现电容值估算，提高了电容值估算的操作便捷性。

技术研发人员：成庶,张多,刘畅,向超群,吕壮壮,袁炜钰
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6