信号的采集与处理概要
信号的相位调制与解调概要
MATLAB仿真信号的相位调制与解调专业：通信与信息系统姓名：赵*学号:*********指导老师：****教授摘要Psk调制是通信系统中最为重要的环节之一，Psk调制技术的改进也是通信系统性能提高的重要途径。
本文首先分析了数字调制系统的基本调制解调方法，然后，运用Matlab及附带的图形仿真工具——Simulink设计了这几种数字调制方法的仿真模型。
通过仿真，观察了调制解调过程中各环节时域和频域的波形，并结合这几种调制方法的调制原理，跟踪分析了各个环节对调制性能的影响及仿真模型的可靠性。
最后，在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。
另外，本文还利用Matlab的图形用户界面（GUI）功能为仿真系统设计了一个便于操作的人机交互界面，使仿真系统更加完整，操作更加方便。
关键词：数字调制；分析与仿真；Matlab；Simulink；PSK；QPSK；1.数字调制技术 (2)2.PSK调制系统 (3)2.1 QPSK调制部分，原理框图如图七所示 (6)2.2 QPSK解调部分，原理框图如图八所示： (8)3.用Simulink实现PSK调制 (9)3.1 2PSK仿真 (9)3.1.1调制 (9)3.1.2 解调仿真 (12)3.2 QPSK仿真 (13)3.2.1 QPSK调制框图 (13)参考文献 (18)1.数字调制技术通信按照传统的理解就是信息的传输与交换。
在当今信息社会，通信则与遥感，计算技术紧密结合，成为整个社会的高级“神经中枢”。
没有通信，人类社会是不可想象的。
一般来说，社会生产力水平要求社会通信水平与之相适应。
若通信水平跟不上，社会成员之间的合作程度就受到限制。
可见，通信是十分重要的。
通信传输的消息是多种多样的，可以是符号的，文字的，数据和图像的等等。
各种不同的消息可以分为两类：一类称为离散消息；另一类称为连续消息。
离散消息的状态是可数的或离散的，比如符号，文字或数据等。
数字IO信号处理方法概要
第一章
介绍
数字I/O信号处理方法概要
I/O性能极限
输入/输出（I/O）在计算机和工业应用中一直扮演着关键角色。但是，随着信号处理越来越复杂， I/O通信会变得不可靠。在早期的并行I/O总线中，接口的数据对齐问题影响着与外部设备的有效 通信。并且，随着更高的传输速度在数字设计中日渐普及，对信号延迟的管理也变得困难重重。
4 • XILINX
图1-5：差分信号方法
介绍 随着IC通信速度的提高，系统和IC设计者开始寻找可以处理更高速度的信令方法（图1-6）。差 分信令就是这样的方法。与单端信令相比，差分信令有几点优势。例如，它受噪声的影响很小， 这有助于保持恒定的IC驱动电流。另外，其信号并不同给定电压值或参考电压进行比较，而是 在2个信号之间互相进行比较。这样，如果作为正参考电压的信号电压比作为负参考电压的信号 电压高，则信号为高，或为“1”。如果作为负参考电压的信号电压较高，则信号为低，或为“0”。 如下图所示，正、负引脚受精确互补信号驱动。
图1-15：时钟/数据恢复波形
锁相环：锁相环是这样一种电路，它能根据参考时钟和输入信号来产生锁定于输入信号的新
并时行钟。传输
XILINX • 9
轻松实现高速串行 I/O • 在并行数据传输中，经常使用额外的控制信号线为数据赋予不同的意义。例如数据使能信号， 以及在同一总线上对数据和控制信号的多路选择。
图1-16：并行传输示例 串行域中，标志或标记用于将数据与非数据（通常指空闲数据）区分开来。标志还可用来表示 不同的信息类型，如数据信息和控制信息。
图1-17：串行域传输示例
I/O技术的不断改进
对带宽和速度的行业需求要求不断地改进I/O设计。并行和串行I/O在争夺芯片和器件通信领域主 导权的同时，均受益于大幅提高速度的设计方法。采用数字设计方法（如差分和同步信号处理 以及并行传输），可以保证家用和工业用I/O性能的不断改进。
数字信号处理基础实验报告一概要
Laboratory Exercise 1 (2 class hours) DISCRETE-TIME SIGNALS: TIME-DOMAIN REPRESENTATION Project 1.1 Unit impulse and unit step sequencesA copy of Program P1_1 is given below.% Program P1_1% Generation of a Unit impulse Sequenceclf;% Generate a vector from -10 to 20n = -10:20;% Generate the unit impulse sequencedelta = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)];% Plot the unit impulse sequencestem(n,delta);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');title('Unit Impulse Sequence');axis([-10 20 0 1.2]);Answers:Q1.1The unit impulse sequence δ[n] generated by running Program P1_1 is shown below:Q1.2The modified Program P1_1 to generate a delayed unit sample sequence δd[n]with a delay of 11 samples is given below along with the sequence generated by running this program.% Program Q1.2% Generation of a Unit impulse Sequence with a delay of 11 samplesclf;n = -10:20;delta = [zeros(1,21) 1 zeros(1,9)];stem(n,delta);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');title('Unit Impulse Sequence with a delay of 11 samples');axis([-10 20 0 1.2]);Q1.3The modified Program P1_1 to generate a unit step sequence u[n]is given below along with the sequence generated by running this program.% Program Q1.3% Generation of a unit step sequenceclf;n = -10:20;delta = [zeros(1,10),ones(1,21)];stem(n,delta);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');title('Unit Step Sequence');axis([-10 20 0 1.2]);Q1.4The modified Program P1_1 to generate a unit step sequence ud[n] with an advance of 7 samples is given below along with the sequence generated by running this program.% Program Q1.4% Generation of a unit step sequence with an advance of 7 samplesclf;n = -10:20;delta = [zeros(1,17),ones(1,14)];stem(n,delta);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');title('Unit Step Sequence with an advance of 7 samples');axis([-10 20 0 1.2]);Project 1.2 Exponential signalsA copy of Programs P1_2 and P1_3 are given below.% Program P1_2% Generation of a complex exponential sequence clf;c = -(1/12)+(pi/6)*i;K = 2;n = 0:40;x = K*exp(c*n);subplot(2,1,1);stem(n,real(x));xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Real part');subplot(2,1,2);stem(n,imag(x));xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Imaginary part');% Program P1_3% Generation of a real exponential sequenceclf;n = 0:35; a = 1.2; K = 0.2;x = K*a.^n;stem(n,x);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');Answers:Q1.5The complex-valued exponential sequence generated by running Program P1_2 is shown below:Q1.6The purpose of the operator real is: Complex real part.确定一个复数或矩阵的实部；The purpose of the operator imag is: Complex image part. 确定一个复数或矩阵的虚部.Q1.7The purpose of the command subplot is:Create axes in tiled positions.（将图形窗口分成多个矩形窗格来显示多个图形）Q1.8The real-valued exponential sequence generated by running Program P1_3 is shown below:Q1.9The difference between the arithmetic operators ^ and .^ is : ^数值乘方，而.^矩阵乘方。
信号与系统-第五章概要
1
(a)
2
1 4
f (k)
y(k 2)
D
y(k 1)
D
y(k)
1
(b)
2
1 4
(a) y(k) f (k) 1 y(k 1) 1 y(k 2)
2
4
y(k) 1 y(k 1) 1 y(k 2) f (k)
2
4
为二阶差分方程 (后向差分 )
(b) y(k 2) f (k) 1 y(k 1) 1 y(k)
N=5
N=6
(5) 复指数序列
f (k) e jk cos k j sin k
同正弦序列一样，若复指数序列是一个周期序列，则 2
应为整数或有理数，否则不是周期序列。
二. 序列的基本运算与波形变换 (1) 相加
f (k) f1(k) f2 (k)
f1 (k )
1
-3 -2 -1 0 1 2 3 k
或：y(k 1) (1－T ) y(k) Tf (k)
y(k 1) (1－T ) y(k ) Tf (k )
利用计算机来求解 微分方程就是根据 这一原理来实现的
y(0) (1T ) y(1) Tf (1) y(1) (1T ) y(0) Tf (0) y(2) (1T ) y(1) Tf (1)
一个周期的正弦信号，经抽样后得到的正弦序列是否
也是周期信号呢？ 周期序列的定义：
f (k N) f (k) N为序列的周期，只能为整数。
Asin[(k N ) ] Asin[k N ]
在什么情况下等于 Asin[k＋]? N 2 即N 2 / ，对于周期序列 N必须为整数
■ 当正弦序列的2 / 为整数时，该序列为周期序列，周期为N。
数字信号处理主要知识点整理复习总结
故不是线性系统。
[例2] 判断系统 y(n) ax(n) b 是否是移不变系统。
其中a和b均为常数
解： T[x(n)] ax(n) b y(n) T[x(n m)] ax(n m) b y(n m)
① y(n)的长度——Lx＋Lh－1
② 两个序列中只要有一个是无限长序列，则卷 积之后是无限长序列
③ 卷积是线性运算，长序列可以分成短序列再 进行卷积，但必须看清起点在哪里
4、系统的稳定性与因果性 系统 时域充要条件
Z域充要条件
因果 h(n)≡0 (n<0)
ROC: R1 <┃Z┃≤∞
稳定
∞ Σ ┃h(n)┃<∞ n=-∞
共轭对 称序列
共轭反对 称序列
xe(n) 1 [x(n) x * (n)] 2
xo(n) 1 [x(n) x * (n)] 2
一般实序列
x(n) xe(n) xo(n)
偶序列
奇序列
1 xe(n) [x(n) x(n)]
2 xo(n) 1 [x(n) x(n)]
2
Xe(e j ) 1 [ X (e j ) X * (e j )] 2
7、系统的分类 IIR和FIR 递归和非递归
例1. 判断下列系统是否为线性系统。
(a) y(n) nx(n); (b) y(n) x(n2 ); (c) y(n) x2 (n); (d) y(n) 3x(n) 5
解：(a) y(n) nx(n) y1(n) nx1(n) T[x1(n)], y2 (n） nx2 (n) T[x2 (n)]
故为移不变系统。
振动信号测试仪采集方案设计与实现
ｌ
号
。。 — 。 。。 。 —
图 １系 统信 号采 集 实 现 框 图
Ｒ 一２ 的通 信功能 、实时报 警功 能 、Ｆ ７ Ｓ４ ２ Ｆ 变换 及频 谱分析 和 比较 功能 等 。归纳 如下 ： １ ）测 量 、记录 和存 储各 个 测量点 的振 动加 速 度 原始 信 号 ，通 过 开关 进 行 控制 和 选 择 是否 进 行
洪耀球 ’ 香泉 ’ 云华 ，李 ，唐
ＨＯＮＧ Ｙａｏ ｑｉ ａｎｇ ｑｕ Ｔ — ｕ ，ＬＩ Ｘｉ — ａｎ ， ＡＮＧ Ｙｕｎ ｈｕ — ａ
（． １ 景德镇高等专科学校 数学与信息工程系，景德镇 ３ ３ ０ ：２ 中航工业直升机设计研究所，景德镇 ３ ３ ０ ） ３ ００ ． ３ ０ １
相关工作 。
２ 系统硬 件 电路设计
２ １ 电源 电路 ．
外 部输 入 采 用 ２ Ｖ的 机 载 电 源 ， 选 用 了一 款 ８
航 空 机 载 电源 模 块 ：输 入 范 围为 ２ Ｖ－ ０ ４ ３ Ｖ，输 出 为５ Ｖ，输 出功 率 为９８ 。 由 于 系统 需要 ３３ ．Ｗ ．Ｖ、 ２５ ．Ｖ、１８ ．Ｖ工 作 电压 ，电流 要求 低 于 １ Ａ，所 以采 用 工业级 以上 的芯片ＡＳ １ ｌ—．、ＡＳ １一． Ｍ ７３３ ｌ Ｍ１ ７ １ ｌ ８
根 据 某 直升 机 型 号对 振 动 信 号 采 集及 监 测 的 性 能 需 要 ，测 试仪 需 要 实 时监 测 ｌ 路 信号 ，其 中 ８ １ 路 振动 信 号 ，２ 道 的方 位 角信 号 ，以及具 有 ６ 通
器 动 路 集 ｛ 电
口
建处核 ｆＩ构微理 ＦＡ
０ 引言
根 据 直 升 机 上 旋 转 部 件 较 多 ， 振 动 环 境 复 杂 ，振 动水 平 过 高 可能 导 致 驾驶 员的 判读 困难 和 身 体 疲 劳 ， 以及 相 关 结 构 出现 疲 劳 裂 纹 甚 至 断
信号处理中的若干典型算法概要
一、信号的抽取
x(n) x( Mn) x(n) (n Mi)
i
1 j X (e ) M
M 1 k 0
j ( 2k ) / M X ( e )
二、信号的插值
信号的插值虽然是靠插入L-1个零来实现的， 但将v(n)再通过低通滤波器后，这些零值点将不 再是零，从而得到插值后的信号y(n)。
因此，要求解混求出的Y的各分量必须是相互独立的。
9.7 同态滤波及复倒谱简介
x(n) s(n) u (n)
Y (e ) [S (e ) U (e )]H (e )
j j j j
x(n) s(n)u (n) x ( n ) s ( n) u ( n )
X ( e ) S ( e ) U (e ) X (e ) S (e )U (e )
若用更多的滤波器，如H0（z）、H1（z），…，HM-1（z）来 对X (n)作等频带间隔分解，对得到的 x0(n),x1(n),…,xM-1(n)再作M 倍抽取，使所得的v 0(n),v1(n),…,vM-1(n)的抽样频率降为fs/M， 然后再依据它们的“重要性”给以不同的字长，该过程即为信 号的子带分解。
9.4 逆系统、反卷积及系统辨识
由系统的输出反求系统输入的过程为系统分析的逆问题，亦称 反卷积。
由系统的输入、输出求解系统的抽样响应或转移函数的过程为 系统辨识。
逆系统：
若两个级联系统有：
h1 (n) h2 (n) (n) H1 ( z ) H 2 ( z ) 1
则称两系统互为逆系统。
多通道信号：X=[x1,x2,…xN]T, 信源信号： S=[s1,s2,…sM]T， 混合系统A（N×M变换矩阵）；X=AS。 解混系统B。
fft计算mat信号的频率 概述及解释说明
fft计算mat信号的频率概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文主要讨论了FFT（Fast Fourier Transform）算法在计算MAT信号的频率上的应用。
MAT信号是一个包含时间和振幅信息的数据集，它可以代表各种实际场景中的信号，如声音、图像、电力等。
通过使用FFT算法，我们能够有效地将MAT信号从时域转换到频域，在频域中分析与解释其频率特征。
1.2 文章结构文章分为五个部分进行论述。
首先，本文将针对FFT基础知识进行介绍，包括频率和频谱的概念以及FFT算法的概要说明。
接着，我们会探讨MAT信号的特点并分析其对FFT计算的影响。
然后，本文将详细描述FFT计算MAT信号的步骤，包括数据预处理、快速傅里叶变换过程以及频谱分析和结果解释等内容。
紧接着，在第四部分，我们将通过示例MAT信号数据集来展示如何应用FFT算法进行计算，并对结果进行详细分析和解释。
最后，在结论部分，我们将总结本文所介绍的FFT计算MAT信号频率的概述及说明，并对未来研究方向提出展望与建议。
1.3 目的本文的目的在于向读者介绍FFT算法在计算MAT信号频率方面的重要性和实用性。
通过阐述MAT信号和FFT算法的基础知识，以及详细描述FFT计算MAT 信号的步骤和解释频谱分析结果，读者将能够理解如何应用FFT算法来获取MAT信号中的频率特征，并且能够应用到各种实际场景中。
同时，本文也为未来研究方向提供了一些建议与展望。
2. FFT基础知识：2.1 频率和频谱：频率是指一个周期性信号中重复出现的次数。
在时域上，频率表示信号在单位时间内发生变化的速度。
频谱是频率分析的结果，可以将一个信号分解成一组具有不同幅值和相位的正弦波成分。
2.2 FFT算法概述：FFT全称为快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform）。
它是一种高效的计算离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform）的算法。
通过使用FFT算法，我们可以将时域信号转换为频域信号，并得到信号在不同频率下的能量贡献。
基于单片机的4通道模拟信号采集与显示系统设计
EOC CLK OE
3.4 显示部分
• 本设计的显示部分
由液晶显示器 LCD1602取代数码 管来完成。开始时 显示器将一直处于 初始状态。系统进 入工作后显示欢迎 界面，按键按下后 显示通道电压。
LCD1
LM016L
VSS VDD VEE RS RW E D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
U1
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
7 8 9 10 11 12 13 14
22pF
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
R2 10k R3 R4 R5
KEY0
P2.7
RV5
51%
1k
KEY1
10k P2.6
20uF
C3
29 30 31 PSEN ALE EA
KEY2
10k P2.5
VSS VDD VEE
RS RW E 4 5 6 RS RW E
RP1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
C1
1 2 3
X1
CRYSTAL
19
XTAL1
C2
22pF 18
R1
10k 9
XTAL2
RST
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD
智能检测与信号处理技术的发展与应用概要【范本模板】
智能检测与信号处理技术的发展与应用摘要：实现检测系统的智能化,是获得高稳定性、高可靠性、高精度以及提高分辨率和适应性的必然趋势。
本文介绍了智能检测系统的形成、特点和一般结构，阐述了智能传感器技术的发展趋势.同时,讨论了信号处理的目的和方法。
最后,以加速度传感器在车辆载荷检测中的应用为例,介绍了智能检测与信号处理在工程中的具体应用。
关键词:智能检测；信号处理；加速度传感器The Development and Application of Intelligent Measuringand Signal Processing TechnologyAbstract: the realization of Intellectualized detection is not only the way to gain higher stability reliability， and precision, but all so the trend to improve resolution and adaptability 。
In this paper ,the shaping, the Characteristics and general structure of Intelligent detection system are introduced。
The development of intelligent sensor are expounded. At the same time， the aim and method of Information processing are discussion。
At last， application of acceleration sensor in vehicles load measurement based on capacitances is took as the example to describe the application of intelligent detection system in the engineering.Key words: Intelligent detection; signal diagnose; acceleration sensor0 引言随着计算机和信息技术的发展，传感器技术的进步,检测技术水平得到了不断提高.传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科正得到迅速的发展，并且在许多领域被越来越广泛的利用. 它融合了人工智能原理及技术，人工神经网络技术、专家系统、模糊控制理论等等,使检测系统不但能自校正、自补偿，自诊断，还具有了特征提取、自动识别、冲突消解和决断等能力［1]。
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主讲人：王坚
引 言
随着数字信号处理理论和计算机的不断发展，现代工业和科学技术 研究全都需要借助数字处理方法，而进行数字处理方法的先决条件是将 所有的研究对象进行数字化，也就是所谓的数据采集与处理。 数据采集技术是以前段的模拟信号处理、数字化、数字信号处理和 计算机等高科技为技术形成的一门综合技术。它现在被广泛应用于图像 处理、振动测试、语音信号分析和瞬态信号分析等多个领域。所以它也 成为研究领域中必不可少的一门技术。
fs＞2fmax
或者
Tmax＞2Ts
需要注意的是，在对信号进行采样时，满足了采样定理，只能保 证不发生频率混叠，只能保证对信号的频谱作逆傅立叶变换时， 可以完全变换为原时域采样信号 xs(t) ，而不能保证此时的采样 信号能真实地反映原信号 x(t)。工程实际中采样频率通常大于信 号中最高频率成分的3到5倍。
0-5V 0-10V, ±5V, 020V, ±10V 0-10V, ±5V
12Байду номын сангаас位
• • • • • • • • •
信号电压的输入范围是0-5V： ADC0809、AD574A、AD 679均可 信号频率为20KHz，周期为50s： 根据采样定理AD574A、AD 679均可 最小分辨电压 ADC0809：5/28=19.5mV AD574A：10/212=2.44mV AD 679：10/214=0.61mV 应该选AD 679
6
调理通道
1.放大电路
微弱信号都要进行放大以提高分辨率和降低噪声，也就是使调理后信号的最大电 压值和ADC1的最大输入值相等，这样可以提高精度。同时，高分辨率可以降低高放 大倍数要求并可以提高较宽的动态范围。仪器信号调理的前端系统有几种放大模式， 靠近传感器的微弱信号经过放大增益，最后只把大信号送给计算机，以使噪声影响减 到最小。 时间域 直流放大器 交流放大器 电荷放大器
电 信 号
AD 转 换 器
数 字 信 号
单 片 机
电 平 转 换 电 路
计 算 机
数据采集系统的构成
• 传感器：将非电量转换成电信号输出。 • 调理通道：完成模拟信号的衰减、放大、隔离、滤波 、传感器激励和线性化等功能。 • 采样保持器：保证A/D转换过程中信号的稳定。 • A/D转换器：将模拟量转换成数子量。 • 单片机：进行数据采集。 • 电平转换电路：将TTL电平1转换成RS232C 2电平。 • 计算机：接收数据并进行处理。
4.激励
信号调理也能够为某些传感器提供工作电流。RTDS(温度／电阻)需要电流 将电阻变化反映出来，而应变片需要一个完备的桥式电路及电源。很多设备都 提供电流源以便使用这些传感器。
5.线性化
多传感器对被测量的量都有非线性响应，因而需要对输出信号进行线性化 。
备注: 1:数据采集
采样保持器
A/D转换器完成一次转换需要一定的时间，而在转换期间希望A/D转换器输 入端的模拟信号电压保持不变，才能保证正确的转换。当输入信号的频率较高时 ，就会产生较大的误差，为了防止这种误差的产生，必须在A/D转换器开始转换 之前将信号的电平保持，转换之后又能跟踪输入信号的变化，保证较高的转换精 度。为此，需要利用采样保持器来实现。
信 号
模拟信号
模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。 或在一段连续的 时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。模 拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化。电学上的模拟信号主要 是指幅度和相位都连续的电信号，此信号可以被模拟电路进行各种运算，如放 大，相加，相乘等。
备注: 1:晶体管-晶体管逻辑电平；2：一种串行物理接口标准
传感器
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息， 按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、 处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要 环节。
传感器的主要功能是接受物理信号然后转变为电信号。
14 位
单片机
单片机（Single chip microcomputer）微型计算机简称单 片机，是典型的嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit），单片机芯片 常用英文字母的缩写MCU表示单片 机，单片机又称单片微控制器，它不 是完成某一个逻辑功能的芯片，而是 把一个计算机系统集成到一个芯片上 。单片机由运算器、控制器、存储器 、输入输出设备构成，相当于一个微 型的计算机（最小系统），和计算机 相比，单片机缺少了外围设备等。概 括的讲：一块芯片就成了一台计算机 。它的体积小、质量轻、价格便宜、 为学习、应用和开发提供了便利条件 。同时，学习使用单片机是了解计算 机原理与结构的最佳选择。它最早是 被用在工业控制领域。
单片机
单片机
1.模数转换器与单片机的接口
单片机
2.模数转换器与单片机的接口的编程
查询方式：
单片机
2.模数转换器与单片机的接口的编程
RF Av 1 R1
R1一般取几十千欧。耦合电容C1、C3可根据交流放大器的下限频率fL来 确定。
C1 C3 (3 ~ 10) /(2RL f L )
调理通道
2.滤波电路
滤波可以消除噪声和不必要的干扰，噪声滤波器通常用于输入的信号是直流信号 。许多仪器信号调理模块都有合适的低通滤波器。交流信号通常需要抗失真的低通滤 波器，因为这样的滤波器有一个陡峭的截止频率，因而几乎能够完全消除高频干扰信 号。
采样保持器
2.采样定理
2.1 采样信号的频谱 采样过程是将采样 脉冲序列p(t)与信号x(t) 相乘来．
采样脉冲序列p(t)与信号x(t)图谱
采样保持器
2.采样定理
2.2 频混现象
频域解释
时域解释
采样保持器
2.采样定理
2.3 采样定理 为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率 必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样 定理。
两者区别
①模拟信号是用模拟量的电压或电流来表示的信号，时间上是连续的，幅度变 化也是连续的。 ②数字信号是通过0和1的数字串所构成的数字流来传输的，幅度变化是跳变的 。
数据采集系统的构成
一个典型的数据采集系统的处理步骤如下：
对 象
物 理 信 号
传 感 器
调 电 理 信 通 号 道
采 电 样 信 保 号 持 器
1.采样保持
采样保持是利用切断电容器的输入 后，电容器能保持其原有电压值的原理 实现的(图3—33)。 采样保持动作由两种模式构成；一 种是采样模式，即采样保持的输出跟踪 输入值；另一种是保持模式，即保持输 出值。
采样保持器
1.采样保持
在采样模式中，从保持模式移到采样模式的瞬间，输入值和输出值不一样， 需经过一段时间，两值才能达到一致，这就是滞后现象，如图3—34所示，图中Ts 表示开关滞后，TA表示稳定时间。进入跟踪状态后，一转换到保持模式、这时的输 入值便被保持，这种场合伴有各种误差。
采样保持器
3.采样方式
实时采样
数字化采样方式
顺序采样
等效采样
随机采样
A/D转换器
什么是A/D转换？
• A/D转换是外部世界模拟信号和计算机之间联系的接口。它将连续 变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机和数字系统进行处理 、存储、控制和显示。
A/D转换的实现方式？
• A/D转换器件的种类非常多，其实现方式主要有逐次逼近式，双积 分式，计数式、并行式等。比较常用的有双积分和逐次逼近式两种 。
A/D转换器
2. A/D转换器的主要参数
例1：S3C2410中的A/D转换器 • • 8路10位，并支持触摸屏功能。 精度位1.5位，量程为0~3.3V，最 大转换速率为500K。
例1
例2： 8位模数(A/D) 转换器 ADC0809
例2
A/D转换器
3.模数(A/D) 转换器选用举例
• 采集一个频率为20KHz的信号，要求要分辨到2mV电压，信号电压的输入范 围是0-5V，试根据下表确定A/D转换器的型号 芯片 型号 AD C08 09 AD5 74A AD 679 分 辨 率 8 位 转 换 时 间 100 s 25 s 10 s 模拟输入范 围
A/D转换器
1. A/D转换器类型
1.1逐次逼近式A/D转换器 • 包括比较器、控制电路、逐次逼近寄 存器、D/A转换器构成。其基本原理是 逐次逼近寄存器各位首先清”0”，然 后设置最高位为”1”形成第一个试探 值。该试探值通过D/A转换器后与待测 量电压进行比较。如果待测量电压高 于试探电压，则保持最高位不变；反 之，则将最高位设置为”0”。然后将 逼近寄存器的次高位设置为”1”，继 续上述试探过程。通过从高位到低位 地不断试探逼近寄存器各位值，最后 得到转换结果。
Vi Vo + 比较器 控制电路 转换结束 转换启动信号
8位D/A 转换器
逐次逼近 寄存器
•
逐次逼近式A/D转换器的特点是转换速 度比较快，分辨率也较高，但是抗干 扰能力比较差。
缓冲寄存器 结果输出
逐次逼近A/D转换原理图
A/D转换器
1. A/D转换器类型
1.2双积分式A/D转换器
•
转换过程包括两步：1）对输入电压进行固定时间的积分，获得一个输出电压V0 ；2）对V0通过参考电压进行反积分，使其降低为0V，并统计反积分时间。
3) RC带通滤波器
可以看作为低通滤波器和高通滤波器的串联
调理通道
3.隔离（屏蔽 ） 隔离也是信号调理中的一种。从安全的角度把传感器信号同计算机隔离开
，因为被监测系统可能产生瞬时高电压。另一个原因是隔离可使从数据采集板 出来的数据不受地电位和输入模式的响。当输入DAQ1板的信号与得到的信号不 共地时，可能产生较大误差甚至损坏系统，而用隔离办法就能保证信号的准确 。