基于千兆以太网的多通道声信号采集装置设计

发布时间：2020-04-11 23:51

【摘要】：声信号采集技术是数据采集技术的一项重要分支,且随着科学技术的发展正逐渐应用于各类工业和民用领域。具有优良性能的声信号采集装置对于提高声信号采集和处理系统的准确性和实时性极为重要,而目前国内外的声信号采集卡产品在性价比、通用性、灵活性和实用性上各有不足。因此,本文基于声信号采集系统的研究,以音频反无人机阵列应用为例,提出了一种基于千兆以太网的多通道声信号采集装置设计方案,可以实现多通道声信号的同步采样、快速处理和实时上传,且具有一定的灵活性和扩展性。本文主要工作如下:1.系统整体框架设计,明确系统功能和技术指标,设计并实现了子板加底板结构的系统硬件电路,并根据系统功能和指标,进行关键芯片选型、各电路模块原理图设计和PCB设计。2.系统FPGA逻辑设计与实现,设计并实现了可以实现多片级联和同步采样的ADC接口模块、基于DA结构和LMS算法的可调参数字滤波信号处理模块、基于UDP传输协议和循环冗余校验的以太网MAC模块、基于整数分频器和Xilinx IP核的时钟管理模块,以及实现上述模块间连接和控制功能的顶层管理模块。3.搭建系统软硬件测试平台,验证了系统声信号采集功能、千兆以太网传输功能和数字滤波功能的正确性和有效性。经验证,系统可以实现±5V输入范围的4通道AC、DC或IEPE模式,最高52.7kHz频率的声信号数据采集功能,且系统动态范围(SFDR)可达100dB,且可应用于基于音频阵列的反无人机系统。
【图文】：

建成本过高，难以实现大范围推广和应用。逡逑鸟旮？逡逑图１．２ＮＩ－９２３４数据采集卡逡逑图１．３研华ＰＣＩＥ－１８０２数据采集卡逡逑国内在声信号采集技术方面的研究相对国外较为薄弱，但目前也有部分合逡逑湾的科技公司推出了邋一些相对较为成熟的产品，如凌华科技的ＵＳＢ－２４０５和研逡逑华公司的ＰＣＩＥ－１８０２。以ＰＣＩＥ－１８０２为例，如图１．邋３所示，该采集卡最高支持８逡逑通道数据采集，±ｌ0Ｖ输入范围，板卡最高２１６ｋＳ／ｓ采样速率，具有１１５ｄＢ动逡逑态范围，并且内置４ｍＡ或１０ｍＡ内置激励源，支持ＩＥＰＥ传感器，一般用于声逡逑Ｉ逡逑４逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑

鸟旮？逡逑图１．２ＮＩ－９２３４数据采集卡逡逑图１．３研华ＰＣＩＥ－１８０２数据采集卡逡逑国内在声信号采集技术方面的研究相对国外较为薄弱，但目前也有部分合逡逑湾的科技公司推出了邋一些相对较为成熟的产品，如凌华科技的ＵＳＢ－２４０５和研逡逑华公司的ＰＣＩＥ－１８０２。以ＰＣＩＥ－１８０２为例，，如图１．邋３所示，该采集卡最高支持８逡逑通道数据采集，±ｌ0Ｖ输入范围，板卡最高２１６ｋＳ／ｓ采样速率，具有１１５ｄＢ动逡逑态范围，并且内置４ｍＡ或１０ｍＡ内置激励源，支持ＩＥＰＥ传感器，一般用于声逡逑Ｉ逡逑４逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｉ逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP274.2;TP393.11

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵方冲;田学隆;陈南西;;睡眠监测系统中脑电采集装置的设计[J];实验室研究与探索;2016年12期

2 杜爱娟;;汽车驾驶模拟器中档位信号采集装置的设计[J];网友世界;2014年11期

3 马志强;贺治华;孙世宇;程远增;;某高炮火控系统射击诸元采集装置设计[J];火力与指挥控制;2012年01期

4 陈岁生;卢建刚;;一种无线肌电信号采集装置的设计[J];微计算机信息;2008年14期

5 ;林木种子采集装置研制成功[J];林业机械;1989年06期

6 林良德;;100型流速采集装置程序设计——微机测速软件计数方法原理研究[J];人民珠江;1989年04期

7 赵莹;周晓萌;周旭昌;;林业用多功能土壤采集装置研究[J];农业与技术;2016年06期

8 贺军;唐静波;彭健;贺更生;丁成明;邓荣华;;新型消化电子内镜图文采集装置的研制[J];中国内镜杂志;2010年12期

9 马黎峰;信号采集装置[J];硫酸工业;2000年04期

10 谢华;设备异常告警采集装置的设计与安装[J];农村电气化;2004年07期

相关会议论文 前8条

1 王四棋;平文彬;浮洁;余淼;;一种磁流变阻尼器内部流体能的采集装置[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年

2 陈岑;;基于嵌入式系统的远程信息采集装置[A];创新沈阳文集（A）[C];2009年

3 许荩;漆明森;王玮;钟军;洪永侠;郭翔博;罗老永;王旭;李莉;;~(85)Kr采集装置设计及实验验证[A];中国核科学技术进展报告（第五卷）——中国核学会2017年学术年会论文集第9册（核情报分卷、核技术经济与管理现代化分卷、核电子学与核探测技术分卷）[C];2017年

4 程文华;郭为民;许立坤;;阴极保护电位自动采集装置的研制[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年

5 马最良;徐生恒;;单井抽灌对地温影响的探讨[A];地温资源与地源热泵技术应用论文集（第一集）[C];2007年

6 曹建生;张万军;刘昌明;杨永辉;;一种坡面径流水样采集及流量测定装置[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集（一）[C];2007年

7 李丽娜;钱剑峰;徐莹;郑大宇;;非清洁水凝固潜热采集装置及其热泵技术[A];2013中国制冷学会学术年会论文集[C];2013年

8 李慧;;浅谈规避设计方法[A];2013年中华全国专利代理人协会年会暨第四届知识产权论坛论文汇编第三部分[C];2013年

相关重要报纸文章 前6条

1 科学导报记者 范琛;新型“太阳能采集装置”解难题[N];科学导报;2016年

2 记者 宋钧;智能化管理为今冬供热“护航”[N];石家庄日报;2018年

3 华凌;新型机械能采集装置节能效果显著[N];科技日报;2012年

4 记者 杜英;发条短信就可远程控制温室大棚[N];科技日报;2013年

5 记者 夏新萍　通讯员 徐新忠;节能降耗从班组核算抓起[N];中国石油报;2009年

6 记者 刘蓁;公司加强电能质量在线监测工作[N];国家电网报;2016年

相关博士学位论文 前1条

1 管凤旭;基于流形学习及可拓分类器的手指静脉识别研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 余怡颖;基于千兆以太网的多通道声信号采集装置设计[D];浙江大学;2019年

2 周明娟;电磁刺激作用下生物肌电信号采集装置的实现[D];兰州交通大学;2018年

3 孙明璇;呼吸道样本快速采集装置和基于杂交链式（HCR）反应的甲型流感病毒检测技术研究[D];山西医科大学;2018年

4 王雅琼;基于新型量测技术的配电网电流采集装置研究[D];郑州大学;2018年

5 游策;安防声像采集装置设计[D];北京交通大学;2018年

6 刘素华;多通道模拟与数字接口混合采集装置设计与实现[D];中北大学;2012年

7 刘百川;7.5-16轮胎接地压力及压力采集装置的研究[D];西北农林科技大学;2016年

8 金爽;虹膜图像采集装置的设计[D];沈阳工业大学;2014年

9 杨Oz;土壤快速采集装置研究[D];南京信息工程大学;2011年

10 张巍;面向工程现场信息的采集装置设计及应用系统开发[D];重庆大学;2008年

本文编号：2623998