信号采集方法的概述

基于DSP的微弱信号检测采集系统计-----张冬玲王良红

主题：微弱信号检测

优点：通常所用的数据采集系统%其采样对象都为大信号，即有用信号幅值大于噪声信号。但在一些特殊的场合，采集的信号很微弱，并且淹没在大量的随机噪声中。此种情况下般的采集系统和测量方法无法检测该信号。本采集系统硬件电路针对微弱小信号，优化设计前端调理电路。利用测量放大器有效抑制共模信号（包括直流信号和交流信号),保证采集数据的精度要求. 针对被背景噪声覆盖的微弱小信号特性.采用简单的时域信号的取样积累平均方法,有利于减少算法实现难度。

该试验应用了DSP芯片。因其具有哈佛结构’流水线操作，专用的硬件乘法器，特殊的DSP 指令，快速的指令周期等特点。使其适合复杂的数字信号处理算法，本系统采用TI公司的TMS320C542作为处理器，通过外部中断读取ADC 数据，并实现取样累加平均算法。

硬件：整个数据采集系统硬件电路包括前端调理电路和数据采集电路两大部分。前端调理电路主要功能是消除共模干扰，对微弱小信号进行放大’滤除’差分输出，经双绞线传输至数据采集电路。数据采集电路完成数据采集并完成积累平均算法。

采用对称放大器：

结果：本文通过对PCB 反设计系统测量导航技术原理及实现方法的分析，为大规模PCB 上元件脚间连接关系的测量提供了一种新的思路。实验表明本文提出的测量导航方法在保证测量的完备性和准确性的基础上，实现测量的简便性和快捷性，大幅度提高了测量效率。

基于MATLAB的噪声信号采集与分析系统的设计----周渊

主题：基于MA TLAB的噪声信号采集与分析系统

优点: 噪声采集和分析仪的小型化，智能化数字化以及多功能化的发展越来越快，但一般

价格昂贵，操作复杂。笔者设计的基于MA TLAB的噪声信号采集与分析系统，通过声卡将传感器得到的模拟信号转换成数字信号存入计算机后，在MATLAB环境中完成数据的各项分析工作。

硬件设计：将声卡插入PC机的PCI插槽，安装好相应的驱动程序后，将声传感器如传声等与声卡的模拟输入端连接起来，需要注意的是模拟信号的引入应使用音频电缆或屏蔽电缆以减少干扰信号的引入。

结论：

信号实时采集技术

信号实时采集技术采样定理（1）采样速率1/T不小于被采信号Xa( jΩ)的最高频率二倍时，才不会产生混频现象；（2）无畸变的重建正弦波形，要求采样速率1/T不小于所采信号的最高频率分量的二倍，否则将出现频谱混叠现象——用当今设计完善的sin(x)/x内插值法滤波器，信号必须用 2.5倍速率进行采样才能精确地重建波形。数字信号采样方式（1）等效时间采样采用多次触发逐渐建立一个信号的图象，即经过若干个触发脉冲采集足够数量的取样点来重建信号图象。（2）数字实时采样用一次触发来采集一个波形的全部取样点要测量无规律的高频信号（如：局部放电信号），捕获单次信号脉冲，就必须采用实时采样方式采集信号。采样配合技术采样速率（1）测量系统采用多快的采样率取决于三个关键因素： –所测量信号的波形类型 –信号的最高频率分量 –采样点之间联接的内插值法的形式（2）一个放电脉冲宽度为1ns，则其频带宽度可达1GHz，要测量这种信号，需要用2GS/s以上的采样率来采集信号。采样方式（1）一般测试系统均能提供等效时间采样和实时采样两种不同的采样方式 (2）将系统设置为实时采样方式或设置为自动采样方式，其中自动采样方式可以根据其它参数的设置自动在等效时间采样方式和实时采样方式之间自动转换。存储长度（1）任何一个采集系统的存储长度都是有限的，存储长度长有利于得到更多的信号样本

（2）对电力设备检测存储长度具有重要意义一是可以记录非平稳的电力设备特征信号，如持续时间长的放电信号；二是可以在一次采集过程中记录多次特征信号波形。拟合方式 ?数字信号采集不是连续采集信号，它实际上是通过采集足够的样点，然后用内插值法来决定连接采样点间的其它点的值； ?常用的内插值方法有：线性插值法和sin(x)/x内插值法； –线性插值法是直接用直线来连接两个样点 –sin(x)/x内插值法是基于数学公式sin(x)/x来决定两个样点之间的其它点，这样可以得到一条光滑的曲线； ?如果用sin(x)/x内插值法来连接采样点，需要用2.5倍奈奎斯特速率进行信号采集，才可较精确地重建波形采样时基 ?对于一个数字信号采集系统，时基决定了采样总时间长度，采样率决定了采样时间间隔 ?正确确定采样时基，对准确测量十分重要

10种常用滤波方法

1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法) A、方法: 根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A) 每次检测到新值时判断: 如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值B、优点: 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 C、缺点无法抑制那种周期性的干扰平滑度差 2、中位值滤波法 A、方法: 连续采样N次(N取奇数) 把N次采样值按大小排列取中间值为本次有效值 B、优点: 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 C、缺点: 对流量、速度等快速变化的参数不宜 3、算术平均滤波法 A、方法: 连续取N个采样值进行算术平均运算 N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低 N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高 N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4 B、优点: 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动 C、缺点: 对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用比较浪费RAM 4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法) A、方法: 把连续取N个采样值看成一个队列队列的长度固定为N 每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则) 把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果 N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4 B、优点:

对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高适用于高频振荡的系统 C、缺点: 灵敏度低对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差不适用于脉冲干扰比较严重的场合比较浪费RAM 5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法) A、方法: 相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法” 连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值然后计算N-2个数据的算术平均值 N值的选取:3~14 B、优点: 融合了两种滤波法的优点对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差C、缺点: 测量速度较慢,和算术平均滤波法一样比较浪费RAM 6、限幅平均滤波法 A、方法: 相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法” 每次采样到的新数据先进行限幅处理, 再送入队列进行递推平均滤波处理 B、优点: 融合了两种滤波法的优点对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差C、缺点: 比较浪费RAM 7、一阶滞后滤波法 A、方法: 取a=0~1 本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果 B、优点: 对周期性干扰具有良好的抑制作用适用于波动频率较高的场合 C、缺点: 相位滞后,灵敏度低滞后程度取决于a值大小

基于单片机的脉冲信号采集与处理分析

基于单片机的脉冲信号采集与处理分析单片机应用系统是通过核心CPU设备来显示工业领域各个设备环节的系统。单片机的应用程序比较复杂，现代经济的发展对单片机的应用提出了更高的要求，特别在当下机械加工、化工和石油工程等多个领域，对单片机的各种性能要求十分高。而在我省工业自动化控制领域中，缺乏相应的单片机技术体系，难以满足当下工程的数据采集、计算机处理应用、数据通信等方面的需要。为了确保工业自动化控制模式的正常开展，实现机械应用与计算机应用技术的协调发展，可通过优化单片机内部结构程序或使用内部倍频技术和琐相环技术等，达到提升其运算和内部总线速度的目的。 1单片机脉冲信号采集 1.1单片机模拟信号采集单片机系统采集器的信号有模拟电压信号、PWM信号和数字逻辑信号等，其中，应用较广泛的是模拟信号采集。模拟信号指的是电压和电流，采用的处理技术主要有模拟量的放大和选通、信号滤波等。因为单片机测控系统有时需要采集和控制多路参数，如果对每条路都单独采用一个较为复杂且成本较高的回路，就会对系统的校准造成较大影响，几乎不能实现。因此，可以选用多路模拟开关，方便多种情况下共用。但在选择多路模拟开关时，要注意考虑通道数量、数漏电流设计、切换速度、通导电阻、器件封装、开关参数的漂移性和每路电阻的一致性这几点。信号滤波是为了减少或消除工作过程中的噪声信

号，滤波常用的有模拟滤波电路和数字滤波技术，后者在单片机系统中发展较快。 1.2随机脉冲信号采集卡的设计随机脉冲信号采集卡的硬件组成主要有输入输出接口、单片机运行和控制、复读采集和控制、信号重放和主机接口控制这五个电路模块。该系统的主要硬件电路包括单片机主系统中的随机脉冲放大和限幅电路、脉冲幅度、脉冲宽度测量电路、高速信号采集、存储电路以及由EPLD等构成的控制信号电路等。单片机除了负责随机脉冲信号的采集以外，还要将相关的数据与随机脉冲数据组织成一个完整的信号数据结构。 1.3单片机脉冲信号采集优化模式单片机脉冲信号的采集应用必须要做好相关软硬件的应用、采集模式等的剖析准备工作。在硬件系统中，需要主机板与接口板设备的配合。在应用软件子系统过程中，要采用模块化分区结构，确保脉冲信号的有效采集和处理。在单片机脉冲信号采集过程中，要注重对单片机CPU的选择，确保其与接口板等设备相协调。优化编制程序结构，使其满足脉冲信号采集的需求。例如SOC单片机嵌入系统，该系统的应用效果良好，是单片微控制器设备的延伸。采集单片机脉冲信号时，需要单片微控制器的配合，才能应用多个微处理器协调接口板，实现CCL信号、信号、t信号等的应用。该模式要求单片机具有运作速度快、功耗成本低、处理效率高等特点，同时，要为软件系统的运行提供稳定的工作环境，实现单片机脉冲信号采集的优化，并确保整体系

数据采集操作方法和步骤

企业数据质量整理和采集工作操作方法声明：1、企业要如实根据职工养老手册采集职工养老历史和养老账户信息，如采集不全或不准确的，2014年1月以后，社保所有数据公开到网上的就会是不完整的数据或错误数据。为了避免信息公开后产生的麻烦，企业要争取在13年9月底前录入职工基本信息理顺清楚职工的养老保险缴费信息，为以后网上申报和个人网上查询打好基础。 2、以下操作步骤必须严格按照说明一步步操作，不能省掉任何一步。操作步骤：一、打开网页：https://www.360docs.net/doc/f03212152.html,，或直接百度搜索“威海市人力资源和社会保障局”-->网上查询——>单位网上申报，账号为：缴费发票中间的号码；密码为：123456 二、浏览器设置： 1.打开网上申报页面，https://www.360docs.net/doc/f03212152.html,,点击网上查询- ->单位网上申报。 2.点击【工具】---【Internet选项】 3.打开界面后，点击【安全】---选中【可信站点】---然后点击【站点】 4.点击【站点】打开界面后，点击【添加】按钮（之前已经添加过的显示在‘网站’下），添加后点击【关闭】。 5.点击【工具】---【Internet选项】---点击【安全】---【自定义级别】，找到ActiveX 控件和插件，将于ActiveX有关的选项都选择‘启用’，然后点击【确定】。 6.登录界面，点击【驱动下载】，默认安装下载的文件。（不安装将不能正常打印）。三、使用数据质量整理功能之前，确保网上申报其他申报业务都处理完毕，不存在状态为草稿、已提交、正在处理的申报，也就是首页的前三项用户信息都是“0”笔。操作流程如下： 1.采集单位信息。先点击【系统管理】->数据同步，之后：【首页】->【数据质量整理】->【单位信息采集】。然后提交单位采集的申报。提交后持营业执照和税务登记证复印件到社保审核。 2.打印缴费人员基本信息核对表。功能位置：【首页】->【数据质量整理】->【打印核对表】。进入页面后，选择需要打印核对表的人员（可多选），点击【打印缴费人员基本信息核对表】按钮即可完成打印。 3.下发缴费人员基本信息核对表。将打印的核对表下发给单位职工。职工可以对照打印的表格中的各项信息与自己手中的材料或手册上的是否一致，如果存在不一致的情况，可以直接在核对表上修改，同时准备相应的养老本和身份证，修改完成后，上交给单位的劳资人员。注意：如果身份证号和姓名不对的，请持养老本和身份证原件（不要拿核对表）到社保窗口处修改，之后单位做下一批采集时，先做一次数据同步，再打印新的核对表。核对表只打印到2011年，2012年后的不需要核对。2010年1月以后办理跨市养老保险转移的，不用采集威海市以外转入的信息，社保系统自动处理。

数据采集方法有哪些

数据采集方法有哪些数据采集数据采集（DAQ），是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛应用在各个领域。比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对面状连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量（或包括物理量，如灰度）数据。在互联网行业快速发展的今天，数据采集已经被广泛应用于互联网及分布式领域，数据采集领域已经发生了重要的变化。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统在国内外已经取得了长足的发展。其次，总线兼容型数据采集插件的数量不断增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。国内外各种数据采集机先后问世，将数据采集带入了一个全新的时代。现在谈论大数据已经没有新意了，形形色色的产品、平台和公司都贴满大数据标签，但大数据却并没有掀起预期飓风，甚至还被冠以“伪命题”污名。本末倒置，数据采集才是大数据产业的基石。都在说大数据应用、大数据价值挖掘，却不想，没有数据何来应用、价值一说。就好比不开采石油，一味想得到汽油。当然，石油开采并不容易，各行各业包括政府部门的信息化建设都是封闭式进行，海量数据被封在不同

常见的信号处理滤波方法

低通滤波：又叫一阶惯性滤波，或一阶低通滤波。是使用软件编程实现普通硬件RC 低通滤波器的功能。适用范围：单个信号，有高频干扰信号。一阶低通滤波的算法公式为： Y(n)X(n)(1)Y(n 1)αα=+-- 式中： α是滤波系数；X(n)是本次采样值；Y(n 1)-是上次滤波输出值；Y(n)是本次滤波输出值。滤波效果1：红色线是滤波前数据（matlab 中生成的正弦波加高斯白噪声信号）黄色线是滤波后结果。滤波效果2：

matlab中函数，相当于一阶滤波，蓝色是原始数据（GPS采集到的x（北）方向数据，单位m），红色是滤波结果。一阶滤波算法的不足：一阶滤波无法完美地兼顾灵敏度和平稳度。有时，我们只能寻找一个平衡，在可接受的灵敏度范围内取得尽可能好的平稳度。

互补滤波：适用于两种传感器进行融合的场合。必须是一种传感器高频特性好（动态响应好但有累积误差，比如陀螺仪。），另一传感器低频特性好（动态响应差但是没有累积误差，比如加速度计）。他们在频域上互补，所以进行互补滤波融合可以提高测量精度和系统动态性能。应用：陀螺仪数据和加速度计数据的融合。互补滤波的算法公式为： 1122Y(n)X (n)(X (n)Y(n 1))αα+=+-- 式中：1α和2α是滤波系数；1X (n)和2X (n)是本次采样值；Y(n 1)-是上次滤波输出值；Y(n)是本次滤波输出值。滤波效果（测试数据）：蓝色是陀螺仪信号，红色是加速度计信号，黄色是滤波后的角度。

. 互补滤波实际效果： .

卡尔曼滤波：卡尔曼滤波器是一个“optimal recursive data processing algorithm （最优化自回归数据处理算法）”。对于解决很大部分的问题，它是最优，效率最高甚至是最有用的。他的广泛应用已经超过30年，包括机器人导航，控制，传感器数据融合甚至在军事方面的雷达系统以及导弹追踪等等。近来更被应用于计算机图像处理，例如头脸识别，图像分割，图像边缘检测。首先，用于测量的系统必须是线性的。 (k)(k 1)(k)(k)X AX BU w =-++ (k)(k)(k)Z HX v =+ (k)X 是系统k 时刻的状态，(k)U 是系统k 时刻的控制量。(k)Z 是系统k 时刻的测量值。A 和B 为系统参数，(k)w 和(k)v 分别表示过程和测量的噪声，H 是测量系统参数。在进行卡尔曼滤波时：首先进行先验预测： (k 1|k)(k |k)(k)(k)X AX BU w +=++ 计算先验预测方差： '(k 1|k)(k |k)(k)P AP A Q +=+ 计算增益矩阵： (k 1)(k 1|k)'/((k 1|k)'(k 1))Kg P H HP H R +=++++ 后验估计值： (k 1|k 1)(k 1|k)(k 1)(Z(k 1)(k 1|k))X X Kg HX ++=++++-+ 后验预测方差： (k 1|k 1)(1(k 1))(k 1|k)P Kg H P ++=-++ 其中，(k)Q 是系统过程激励噪声协方差，(k)R 是测量噪声协方差。举例说明：（下文中加粗的是专有名词，需要理解）预测小车的位置和速度的例子（博客+自己理解）:

今日头条数据采集的方法以及详细步骤

https://www.360docs.net/doc/f03212152.html, 本文介绍使用八爪鱼 7.0采集今日头条数据的方法采集网站：使用功能点： ● Ajax 滚动加载设置 ● 列表内容提取相关采集教程：豆瓣电影短评采集 58同城信息采集搜狗微信文章采集步骤1：创建采集任务 1）进入主界面选择，选择“自定义模式”

https://www.360docs.net/doc/f03212152.html, 今日头条数据采集图1 2）将上面网址的网址复制粘贴到网站输入框中，点击“保存网址” 今日头条数据采集图2 3）保存网址后，页面将在八爪鱼采集器中打开，红色方框中的信息是这次演示要采集的内容

https://www.360docs.net/doc/f03212152.html, 今日头条数据采集图3 步骤2：设置ajax页面加载时间 ●设置打开网页步骤的ajax滚动加载时间 ●找到翻页按钮，设置翻页循环 ●设置翻页步骤ajax下拉加载时间 1）网页打开后，需要进行以下设置：打开流程图，点击“打开网页”步骤，在右侧的高级选项框中，勾选“页面加载完成向下滚动”，设置滚动次数，每次滚动间隔时间，一般设置2秒，这个页面的滚动方式，选择直接滚动到底部；最后点击确定

https://www.360docs.net/doc/f03212152.html, 今日头条数据采集图4 注意：今日头条的网站属于瀑布流网站，没有翻页按钮，这里的滚动次数设置将影响采集的数据量

https://www.360docs.net/doc/f03212152.html, 今日头条数据采集图5 步骤3：采集新闻内容创建数据提取列表 1）如图，移动鼠标选中评论列表的方框，右键点击，方框底色会变成绿色然后点击“选中子元素”

https://www.360docs.net/doc/f03212152.html, 今日头条数据采集图6 注意：点击右上角的“流程”按钮，即可展现出可视化流程图。 2）然后点击“选中全部”，将页面中需要需要采集的信息添加到列表中

野外数据采集方法

野外数据采集方法野外数据采集包括两个阶段：控制测量、碎部点采集。控制测量的方法与传统的测图中的控制测量基本相似，但以导线测量为主的方式测定控制点位置。碎部点数据采集与传统的作业方法有较大的差别。这里主要介绍采用全站仪进行碎部点数据采集的两种方法。一、测记法数据采集碎部点的数据采集每作业组一般需要仪器观测员1人、绘草图领尺（镜）员1人、立尺（镜）员1~2人，其中绘草图领尺员是作业组的核心、指挥者。作业组的仪器配备：全站仪1台、电子手簿1台、通讯电缆1根、对讲机1副、单杆棱镜1~2个，皮尺1把。数据采集之前，先将作业区的已知点成果输入电子手簿。绘草图领尺员了解测站周围地形、地物分布，并及时勾绘一份含主要地物、地貌的草图（也可在放大的旧图上勾绘），以便观测时标明所测碎部点的位置及点号。仪器观测员在测站点上架好仪器、连接电子手簿，并选定一已知点进行观测以便检查。之后可以进行碎部点的采集工作。采集碎部点时，观测员与立镜员或绘草图员之间要及时联络，以便使电子手簿上记录的点号和草图上标注的点号保持一致。绘草图员必须把所测点的属性标注在草图上，以供内业处理、图形编辑时用。草图的勾绘要遵循清晰、易读、相对位置准确、比例一致的原则。一个测站的所有碎部点测完之后，要找一个已知点重测进行检查。二、电子平板数据采集测图时作业人员一般配备：观测员1人、电子平板（便携机）操作员1人、立尺（镜）员1~2人。进行碎部测图时，在测站点安置全站仪，输入测站信息：测站点号、后视点号及仪器高，然后以极坐标法为主，配合其它碎部点测量方法施测碎部点。例如电子平板测绘系统中，常用的方法有极坐标法、坐标输入法，它们的数据输入可以通过通信方式由全站仪直接传送到计算机，也可以采用设计友好、清晰的图形界面对话框输入，如图6-31。对于电子平板数字测图系统，数据采集与绘图同步进行，即测即绘，所显即所测。图6-31 碎部点测量输入对话框

常用滤波方法

1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） 2、A、方法： 3、根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A） 4、每次检测到新值时判断： 5、如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效 6、如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值 7、B、优点： 8、能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 9、C、缺点 10、无法抑制那种周期性的干扰 11、平滑度差 12、 13、2、中位值滤波法 14、A、方法： 15、连续采样N次（N取奇数） 16、把N次采样值按大小排列 17、取中间值为本次有效值 18、B、优点： 19、能有效克服因偶然因素引起的波动干扰 20、对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 21、C、缺点： 22、对流量、速度等快速变化的参数不宜 23、 24、 25、 26、3、算术平均滤波法 27、A、方法： 28、连续取N个采样值进行算术平均运算 29、N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低 30、N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高 31、N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4 32、B、优点： 33、适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波 34、这样信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动 35、C、缺点： 36、对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用 37、比较浪费RAM 38、 39、4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） 40、A、方法： 41、把连续取N个采样值看成一个队列 42、队列的长度固定为N 43、每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则) 44、把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果

智能脉冲信号采集器的设计

南京工程高等职业学校五年制高职毕业设计姓名：孙明明学号：04 系部：电子工程系专业：应用电子技术设计题目：智能脉冲信号采集器的设计指导教师：郭星辰职称： 2008 年6 月南京

目录目录 (1) 引言 (3) 1 硬件电路的设计要求 (4) 2硬件电路的设计 (4) 2.1 电源部分设计 (4) 2.2 时钟电路设计 (5) 2.2.1 DS1302的结构及工作原理 (5) 2.3 脉冲采集电路设计 (9) 2.4逻辑控制电路的设计 (13) 2.5 显示电路 (14) 2.6 键盘电路 (15) 2.7软件设计监测和保护系统 (15) 3 系统软件的设计 (15) 4 硬件电路的焊接及调试 (16) 4.1焊接过程 (16) 4.2 在调试中遇到的问题 (17) 总结 ..................................................................................................................................... - 18 - 参考文献 ............................................................................................................................. - 19 - 致谢 ..................................................................................................................................... - 20 - 附录 ..................................................................................................................................... - 21 -

脉冲信号参数测量仪

2016年TI杯江苏省大学生电子设计竞赛题目: 脉冲信号参数测量仪题目编号： E题参赛队编号：参赛队学校：参赛队学生：二○一六年七月

目录摘要 (1) 1.设计方案工作原理 (1) 1.1方案选择 (1) 1.2总体方案设计 (2) 2.核心部件电路设计 (3) 2.1高速缓冲电路 (3) 2.2自动增益电路 (3) 2.3高速比较器电路 (4) 2.4放大电路 (5) 3.系统软件设计分析 (5) 3.1 CPLD数据处理 (5) 4.竞赛工作环境条件 (6) 4.1设计分析软件环境 (6) 4.2仪器设备硬件平台 (6) 5.作品成效总结分析 (6) 5.1脉冲信号频率测量 (6) 5.2脉冲信号占空比测量 (7) 5.3脉冲信号幅值测量 (7) 5.4脉冲信号上升时间测量 (8) 6.参考文献 (8) 附录.................................................................................................. 错误！未定义书签。

脉冲信号参数测量仪摘要：本作品以美国德州仪器（TI）生产的16位超低功耗单片机MSP430F169作为主控芯片，利用CPLD技术实现矩形脉冲信号的频率、占空比、上升时间的测量，并且利用CPLD产生一个标准矩形脉冲信号。本设计外围硬件电路主要由高速缓冲降压模块、AGC自动增益模块、幅度测量模块组成，通过对上述模块的合理整合，设计并制作了一个性能较好的脉冲信号参数测量仪。由于采用了AGC模块，系统实现了全程自动增益控制，稳定输出电压。针对矩形脉冲信号的特点，本设计采用多种抗干扰措施，对电路布线进行优化，并合理运用低噪声芯片OP07、OPA690、VCA810、THS3001、TLV3501。后期，利用ADS1115及Matlab，对测试数据进行合理的分析，以优化算法系统，进一步提高了精度。该脉冲信号参数测量仪结构简单，性能稳定，功能完善，达到了各项设计指标。关键词：脉冲信号参数测量仪；CPLD ；AGC ；TLV3501 ；Matlab； 1.设计方案工作原理 1.1方案选择本方案主要由THS3001缓冲模块、AGC自动增益模块、TLV3501高速比较模块、ADS1115模块组成，实现脉冲信号频率、占空比、幅度、上升时间测量。 1、主控部件选择方案一：采用CPLD作为参数测量仪的主控芯片，完成参数测量及实时显示等全部功能。CPLD具有可编程和大规模集成的特点，此方案可以使电路大为简化，但此设计仅使用PLD不能充分发挥其特点及优势，导致系统性能降低。因此不采用此方案。方案二：采用FPGA作为主控芯片，FPGA外围拓展功能更多，但在运行速度、编程灵活性以及使用方便性上CPLD优于FPGA,即在电路结构上FPGA更复杂，因此不采用此方案。方案三：采用CPLD和单片机相结合的方案。分别利用CPLD在信号处理高速稳定方面以及单片机在逻辑运算、智能控制方面的优越性，使得电路不仅能够简化，而且能够达到设计要求，因此选择方案三。 2、频率测量方案一：采用周期法。需要有标准倍的频率，在待测信号的一个周期内，记录标准频率的周期数，这种方法的计数值会产生±1个脉冲误差，并且测试精度与计数器中的记录的数值有关，为了保证测试精度，测周期法仅适用于低频信号的测量。

数据采集的方法有哪些

目前数据孤岛林立，对接业务软件或者是获取软件中的数据存在较大困难,尤其是CS软件的数据爬取难度更大。系统对接最常见的方式是接口方式，运气好的情况下，能够顺利对接，但是接口对接方式常需花费大量时间协调各个软件厂商。除了软件接口，是否还有其他方式，小编总结了集中常见的数据采集技术供大家参考，主要分为以下几类：一、CS软件数据采集技术。 C/S架构软件属于比较老的架构，能采集这种软件数据的产品比较少。常见的是博为小帮软件机器人，在不需要软件厂商配合的情况下，基于“”所见即所得“的方式采集界面上的数据。输出的结果是结构化的数据库或者excel表。如果只需要业务数据的话，或者厂商倒闭，数据库分析困难的情况下，这个工具可以采集数据，尤其是详情页数据的采集功能比较有特色。值得一提的是，这个产品的使用门槛很低，没有IT背景的业务同学也能使用，大大拓展了使用的人群。二、网络数据采集API。通过网络爬虫和一些网站平台提供的公共API(如Twitter和新浪微博API)等方式从网站上获取数据。这样就可以将非结构化数据和半结构化数据的网页数据从网页中提取出来。互联网的网页大数据采集和处理的整体过程包含四个主要模块：web爬虫（Spider）、数据处理（Data Process）、爬取URL队列（URL Queue）和数据。

三、数据库方式两个系统分别有各自的数据库，同类型的数据库之间是比较方便的： 1）如果两个数据库在同一个服务器上，只要用户名设置的没有问题，就可以直接相互访问，需要在from后将其数据库名称及表的架构所有者带上即可。 2）如果两个系统的数据库不在一个服务器上，那么建议采用链接服务器的形式来处理，或者使用openset和opendatasource的方式，这个需要对数据库的访问进行外围服务器的配置。不同类型的数据库之间的连接就比较麻烦，需要做很多设置才能生效，这里不做详细说明。开放数据库方式需要协调各个软件厂商开放数据库，其难度很大；一个平台如果要同时连接很多个软件厂商的数据库，并且实时都在获取数据，这对平台本身的性能也是个巨大的挑战。

基于MATLAB的语音信号采集和双线性变换法滤波器设计

第一章语音信号的采集第一节语音信号采集的介绍 MATLAB是美国Math Works公司推出的一种面向工程和科学计算的交互式计算软件，在MATLAB环境中，可以通过多种编程方法驱动声卡实现对语音信号的采集和播放，它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数，利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析．使用MATLAB语言编程可以将声音文件变换为离散的数据文件，然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据，如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音回放以及各种分析图的呈现等等．在Matlab环境中,主要可以通过以下几种方法驱动声卡，采集语音信号: 1．将声卡作为对象处理采集语音信号Matlab将声卡作为对象处理,其后的一切操作都不与硬件直接相关,而是通过对该对象的操作来作用于硬件设备（声卡）。操作时首先要对声卡产生一个模拟输入对象(ai),给ai对象添加一个通道设置采样频率后,就可以启动设备对象,开始采集数据,采集完成后停止对象并删除对象。 2．调用wavrecord功能函数采集语音信号。wavrecord功能函数只适用于windows95/98/N平台，它使用windows声音输入设备录制声音。函数调用方式：wavrecord（N，fs，ch，nbits）； N：采集的样本数据量； fs：样本采集频率，为8000Hz、11025Hz、22050Hz和44100Hz之一，默认值为11025Hz； ch：样本采集通道，1为单声道，2为双声道，默认值为1（单声道）； nbits：每个样本的位数（或称解析度），‘double’、‘single’或‘int16’为16位，‘uint8’为8位； 3．运用audiorecorder

数据采集方法

数据采集方法市场调查中的数据采集方法：入户访问，拦截访问，邮寄问卷调查，留置问卷调查，电话调查，网络调查，深度访问法，座谈法等。入户访问: 入户访问是指采用随机抽样方式抽取一定数量的家庭或单位，访问员到抽取出来的家庭或单位，访问员到抽取出来的家庭或单位中进行访问，直接与被访者接触，然后依照问卷活调查提纲进行面对面的直接提问，并记录下对方的答案的调查方式。拦截访问: 拦截访问是目前十分流行的一种询问调研法，该方法的特点是调查者在某一特定的人群相对集中到呃公共场所现场拦截被调查者进行的访谈。邮寄问卷调查: 邮寄问卷调查是调查者将设计好的问卷通过邮寄的方式送达被调查者手中，请他们按要求和规定时间填写问卷并寄回调查者，以此来获取信息的一种方法。留置问卷调查: 留置问卷调查是指调研人员将调查问卷送到被调查者的手中，征得同意后对填写事项做出说明并与被调查者约定交返问卷的时间，调研人员姐约定时间再次登门收取问卷，并向被调查者致谢的整个收集信息的过程。电话调查: 电话调查抽样的基本原理跟其他调查方法一样，但在操作上有其独立性。具体包括以下是哪个步骤：1.抽取样本户2.选择受访者3.选择替代样本网络调查: 网络调查，也叫网上调查，是指在互联网上针对调查问题进行调查设计，收集资料及分析咨询等活动。深度访问法: 深度访问法类似于记者采访，是一种无结构访问，指事先不拟定问卷，访问提纲或访问的标准程序，由访者与受访者就某些问题自由交谈，从交谈中获取信息，用以揭示对某一问题的潜在动机，态度和情感的资料采集方法，它最适合用于探索性调查。座谈法: 座谈法也叫重点小组或焦点访谈法，就是采用小型座谈会的形式，挑选一组具有代表性的消费者或客户，在一个装有单面镜或录音录像设备的房间，在主持人的组织下，某个专题进行讨论，从而获得对有关问题的深入了解。随着科技的发展技术的进步，市场调查中的数据采集方法也与以往有所不同，多样化的采集方法、遍布全国的采集网络和抽样系统、高标准的质量控制体系，已成为市场调查公司为客户提供有价值，准确的，及时的商业消费者信息和渠道信息。

十种经典的软件滤波方法+程序

十种经典的软件滤波方法+程序 1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） A、方法：根据经验判断，确定两次采样允许的最大偏差值（设为A）每次检测到新值时判断：如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值, 用上次值代替本次值 B、优点：能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰 C、缺点无法抑制周期性的干扰平滑度差 /* A值可根据实际情况调整， value为有效值，new_value为当前采样值，滤波程序返回有效的实际值*/ #define A 10 char value; char filter() { char new_value; new_value = get_ad(); if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value; return new_value; }

2、中位值滤波法 A、方法：连续采样N次（N取奇数）把N次采样值按大小排列取中间值为本次有效值 B、优点：能有效克服因偶然因素引起的波动干扰对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果 C、缺点：对流量、速度等快速变化的参数不宜 #define N 11 //N值可根据实际情况调整 char filter() { char value_buf[N]; char count,i,j,temp; for (count=0;countvalue_buf[i+1]) { temp=value_buf[i]; value_buf[i]=value_buf[i+1]; value_buf[i+1]=temp;

信号分析方法总结

信号分析方法总结随机信号：不能用明确的数学表达式来表示，它反映的通常是一个随机过程，只能用概率和统计的方法来描述。随机现象的单个时间历程称为样本函数。随机现象可能产生的全部样本函数的集合，称为随机过程振动信号的时域分析方法时间历程描述信号随着时间的变化情况。平均值 ∑=- = N i i x N x 1 1 均方值用来描述信号的平均能量或平均功率 ∑=-= N i i x N x 1 22 1 均方根值（RMS ）为均方值的正平方根。是信号幅度最恰当的量度方差表示信号偏离其均值的程度，是描述数据的动态分量∑=---=N i i x x x N 1 22 )(11σ 斜度α反映随机信号的幅值概率密度函数对于纵坐标的不对称性∑== N i i N x 1 3 1 α 峭度β对大幅值非常敏感。当其概率增加时，β值将迅速增大，有利于探测奇异振动信号 ∑== N i i N x 1 14β 信号的预处理： 1 预滤波 2 零均值化：消除数据中的直流分量 )()()(^n x n x n x - -=。 3 错点剔除：以标准差为基础的野点剔除法 4 消除趋势项

相关分析 1 自相关分析a=xcorr(x) 自相关函数描述一个时刻的信号与另一时刻信号之间的相互关系工程上利用自相关函数检查混杂在随机噪声中有无周期性信号 2 互相关函数a=xcorr(x,y) 利用互相关函数所提供的延迟信号，可以研究信号传递通道和振源情况，也可以检测隐藏在外界噪声中的信号振动信号的频域分析方法 1 自功率谱密度函数（自谱）自功率谱描述了信号的频率结构，反映了振动能量在各个频率上的分布情况，因此在工程上应用十分广泛 2 互功率谱密度函数（互谱）互谱不像自谱那样具有比较明显的物理意义，但它在频率域描述两个随机过程的相关性是有意义的。 3 频响函数它是被测系统的动力特性在频域内的表现形式 4 相干函数表示整个频段内响应和激励之间的相关性)(2 f yx γ=0表示不相干，)(2 f yx γ=1完全相干，即响应完全由激励引起，干扰为零。相干函数可以用来检验频响函数和互谱的测量精度和置信水平，也可以用来识别噪声的声源和非线性程度。一般认为相干值大于0.8时，频响函数的估计结果比较准确可靠。

集成电路实验报告(信号的放大,滤波,AD采样电路)

Multisim实验报告内容姓名：胡俊超学号：200805010615 一、题目：基于Multisim信号采集处理系统在multisim软件基础上，主要是实现信号的放大，滤波，AD采样电路。二、设计要求： 1．系统的电源输入为正负15V，系统各个电源都由集成电路产生的稳压电压供给。 2. 输入信号的为100Hz或者500Hz或者1kHz，幅度为10mv。 3. 放大电路要求：考虑提高输入阻抗；考虑放大后的信号是否超过的AD的输入范围；放大倍数由信号与AD的输入决定。可以考虑集成仪表运放。 4. 滤波电路：四阶巴特沃思低通滤波器，截止频率为500Hz。计算各个电阻和电容的取值。5．AD采样；可以使用8位和16位AD，并设定AD的电压范围为0-5v。考虑采样定理的约束。 6．DA输出；AD的数字信号直接输出给DA模块 7．对比原始信号和DA输出信号。三,各个部分详细的设计方法和思路。电源部分：原理分析：由于题目给出了直流15V的条件，考虑到整个系统中所采用的741运放以及AD，DA的采样参考电压，所以选取5V和-5V供电电压。集成电路中78系列的线性稳压器件7812以及7805可以构成两级稳压达到要求的5V电源，78系列压差在3V以上的范围，也满足我们的设计要求，同理，采用7912和7905即可以得到-5的电压。电路原理图：构成5V电源电压电路图

构成-5V电源电压原理图信号输入和放大部分原理分析：信号的幅度为10mV，频率可以选择，此时选择500Hz，放大倍数放大30倍。为了提高输入阻抗，考虑采用集成运放741作为输入，用反向放大，便于计算放大倍数，再用741做一次同比列的方向放大，这样信号的相位和输入信号无相移，构成了线性无相移的放大环节。原理电路图（放大部分）放大部分仿真结果

数据采集与处理

数据采集与处理实验指导书山东理工大学二00二年十一月

实验一数据采集系统认识实验一、实验目的熟悉数据采集系统的组成、工作过程，熟悉不同传感器的使用，增加感性认识，为后面的课堂教学打下基础。二、实验仪器自动控制温室中的温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、风向风速传感器、计算机、A／D板卡、8255板卡、电气控制柜。三、实验步骤 1. 在温、湿度传感器的安装处，介绍温、湿度传感器的工作原理、模拟信号的传送和计算机数据采集过程和方法，讲解数据处理的方法。 2. 在CO2传感器的安装处，介绍CO2传感器的类型、红外式CO2传感器的工作原理和特点。 3. 在风向风速传感器的安装处，介绍风向数字信号并行传送的原理、数据采集方法和处理，介绍风速（转速）脉冲信号的采集和处理方法。 4. 在电气控制柜处，介绍温室电气控制的工作原理和工作过程。 5. 在计算机处，运行温室环境测控程序，介绍数据采集程序的工作过程，介绍编程技术的最新发展趋势和方法。四、作业 1. 数据采集系统的任务是什么？ 2. 数据采集系统由哪几部分组成？ 3. 模拟信号是如何采集到计算机？ 4. 并行数字信号如何采集到计算机？ 5. 转速脉冲信号如何采集到计算机？

实验二模拟信号的数据采集实验一、实验目的让同学在计算机上输入自编的程序，并调试程序，使同学掌握模拟信号的采集方法，掌握相应数据采集程序的编程方法。二、实验仪器万用表、信号接口箱、温度传感器。计算机、A／D板卡、31 2 三、实验步骤 1. 用万用表检查温度传感器输出信号的电压值。 2. 将温度信号接入接口箱。 3. 用并行信号线分别与接口箱和计算机上的A／D卡相连接。 4. 接通计算机、温度传感器电源。 5. 进入Quick BASIC语言环境。 6. 由每组同学将自编的程序（题目见作业）输入计算机，并调试运行程序、输出运行结果。四、作业题目：用PC-6319板卡采集温室的温度数据。对象：温度传感器要求： ⑴每隔10s钟采集一次温度数据。 ⑵ A／D板卡采用双极性方式工作。 ⑶用0通道采集模拟信号。 ⑷A／D转换结果要做标度变换。 ⑸每个采样点上连续采集10个数据，然后作数字滤波处理。 ⑹在计算机上显示出温度值。五、思考题 1. 什么是数据采集板卡？ 2. 现有一BASIC语句中为“U=（H*256+L）*10 / 4096”，试说明该语句完成什么任务？语句中的“H*256+L”部分起到什么作用？为什么要有“H*256”？ 3. 什么是标度变换？为什么要进行标度变换？

第七章 lAB VIEW信号分析与处理1

第六章信号处理与分析６．１概述数字信号在我们周围无所不在。因为数字信号具有高保真、低噪声和便于信号处理的优点，所以得到了广泛的应用，例如电话公司使用数字信号传输语音，广播、电视和高保真音响系统也都在逐渐数字化。太空中的卫星将测得数据以数字信号的形式发送到地面接收站。对遥远星球和外部空间拍摄的照片也是采用数字方法处理，去除干扰，获得有用的信息。经济数据、人口普查结果、股票市场价格都可以采用数字信号的形式获得。因为数字信号处理具有这么多优点，在用计算机对模拟信号进行处理之前也常把它们先转换成数字信号。本章将介绍数字信号处理的基本知识，并介绍由上百个数字信号处理和分析的VI构成的LabVIEW分析软件库。目前，对于实时分析系统，高速浮点运算和数字信号处理已经变得越来越重要。这些系统被广泛应用到生物医学数据处理、语音识别、数字音频和图像处理等各种领域。数据分析的重要性在于，无法从刚刚采集的数据立刻得到有用的信息，如下图所示。必须消除噪音干扰、纠正设备故障而破坏的数据，或者补偿环境影响，如温度和湿度等。通过分析和处理数字信号，可以从噪声中分离出有用的信息，并用比原始数据更全面的表格显示这些信息。下图显示的是经过处理的数据曲线。

用于测量的虚拟仪器(VI) 用于测量的虚拟仪器(VI)执行的典型的测量任务有： ●计算信号中存在的总的谐波失真。 ●决定系统的脉冲响应或传递函数。 ●估计系统的动态响应参数，例如上升时间、超调量等等。 ●计算信号的幅频特性和相频特性。 ●估计信号中含有的交流成分和直流成分。在过去，这些计算工作需要通过特定的实验工作台来进行，而用于测量的虚拟仪器可以使这些测量工作通过LabVIEW程序语言在台式机上进行。这些用于测量的虚拟仪器是建立在数据采集和数字信号处理的基础之上，有如下的特性： ●输入的时域信号被假定为实数值。 ●输出数据中包含大小、相位，并且用合适的单位进行了刻度，可用来直接进行图形的绘制。 ●计算出来的频谱是单边的（single_sided），范围从直流分量到Nyquist频率(二分之一取样频率)。（即没有负频率出现） ●需要时可以使用窗函数，窗是经过刻度地，因此每个窗提供相同的频谱幅度峰值，可以精确地限制信号的幅值。一般情况下，可以将数据采集VI的输出直接连接到测量VI的输入端。测量VI的输出又可以连接到绘图VI以得到可视的显示。有些测量VI用来进行时域到频域的转换，例如计算幅频特性和相频特性、功率谱、网路的传递函数等等。另一些测量VI可以刻度时域窗和对功率和频率进行估算。本章我们将介绍测量VI中常用的一些数字信号处理函数。 LabVIEW的流程图编程方法和分析VI库的扩展工具箱使得分析软件的开发变得更加简单。LabVIEW 分析VI通过一些可以互相连接的VI，提供了最先进的数据分析技术。你不必像在普通编程语言中那样关心分析步骤的具体细节，而可以集中注意力解决信号处理与分析方面的问题。LabVIEW 6i版本中，有两个子模板涉及信号处理和数学，分别是Analyze 子模板和Methematics子模板。这里主要涉及前者。进入Functions模板Analyze》Signal Processing子模板。其中共有6个分析VI库。其中包括： ①．Signal Generation（信号发生）：用于产生数字特性曲线和波形。 ②．Time Domain（时域分析）：用于进行频域转换、频域分析等。 ③．Frequency Domain（频域分析）： ④．Measurement（测量函数）：用于执行各种测量功能，例如单边FFT、频谱、比例加窗以及泄漏频谱、能量的估算。 ⑤．Digital Filters（数字滤波器）：用于执行IIR、FIR 和非线性滤波功能。