基于嵌入式的随机采样系统设计
发布时间:2021-08-31 07:04
现代信号处理主要倾向于处理数字信号,而自然界的信息大部分是模拟信息量,要进行数字化处理,必须先对它们进行数字量化。当周期信号的频率高时,可以采用等效采样方法,利用转换速率比较低的A/D转换器实现对它的捕捉。本系统要求在模拟示波器的基础上,外加存储电路和随机等效采样功能,用嵌入式处理器进行系统设计,使示波器成为模拟数字混合示波器。本文首先介绍了随机采样的理论基础和随机采样系统的硬件电路,然后重点介绍了随机采样的关键技术─时间展宽电路的设计和仿真,接着介绍了嵌入式处理器相关知识和随机采样系统的逻辑控制电路设计;最后介绍了嵌入式软件设计。本系统设计采用了经典等效采样技术,用嵌入式处理器进行了系统设计,简化了软硬件的设计,缩短设计周期,降低了系统制造成本。
【文章来源】:西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:55 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
数据采集系统的简化框图
采样技术归纳起来可分为实时采样和等效采样,而等效采样又分为随机等采样和顺序等效采样。如果采用等效采样技术和精确的时间轴展宽电路,数据集系统可以用比较低采样速率的 AD 转换器而获得很高的重复带宽。本章将讨随机采样原理及其实现方式。2.1 随机采样原理当被测信号频率远高于 A/D 转换器最大采样频率时,根据 Nyquist 采样定理从 A/D 采样序列数据中重构信号波形是不可能的。但是,如果被测信号是周期号,通过测量每次 A/D 采样序列起点与一参考点(信号的触发时刻)的时间差就能确定本次采样序列在信号波形中的位置。当这个时间差是随机分布,并且很短的时间段内遍历其在一个 A/D 时钟内所有可能的取值时,通过分布在这个间段上的随机采样序列的叠加,在叠加次数 n 足够大时,可以遍历所有可能的形采样过程,从而重构目标信号的完整采样波形,或者说等价于一个完整的波采样。图 2.1 说明了多次采样序列起点与信号触发时刻的关系[5]。
图 2.2 短时间测量原理分主要完成在进行随机采样时,将触发到来时刻的时间间隔转换成为窄脉冲XT ,XT 取值范围为转换周期。在本系统设计过程中,作者为了避开性,在相位检测电路中加入一个等待周期,将的展宽部分主要完成将相位检测电路检测到的窄脉,展宽比由放电电流与充电电流之比来决定;方
【参考文献】:
期刊论文
[1]随机采样技术在数据采集卡中的应用[J]. 廖燕,王厚军,黄建国,戴志坚. 仪器仪表学报. 2005(S1)
[2]基于随机等效采样的高速数据采集系统的设计[J]. 张国礼,孙万蓉. 现代电子技术. 2004(24)
[3]基于PC/104等效采样电路的设计[J]. 吴国强,林君,王忠. 吉林大学学报(信息科学版). 2003(02)
[4]随机取样示波器时间测量电路的设计[J]. 袁继敏,李小玲,古天祥. 攀枝花学院学报. 2003(01)
[5]VXI等效采样示波器模块的设计实现[J]. 雷武虎,王砚方,安琪. 数据采集与处理. 2001(03)
[6]数据采集系统中触发采集控制电路的设计[J]. 孙万荣,孙肖子,秦刚. 电子技术应用. 1997(09)
[7]数字存贮示波器的随机采样原理[J]. 雷志勇,江建尧. 西安工业学院学报. 1997(01)
硕士论文
[1]基于ARM和CPLD的便携式数字存储示波器硬件平台设计[D]. 周永宏.西南石油学院 2005
本文编号:3374439
【文章来源】:西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:55 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
数据采集系统的简化框图
采样技术归纳起来可分为实时采样和等效采样,而等效采样又分为随机等采样和顺序等效采样。如果采用等效采样技术和精确的时间轴展宽电路,数据集系统可以用比较低采样速率的 AD 转换器而获得很高的重复带宽。本章将讨随机采样原理及其实现方式。2.1 随机采样原理当被测信号频率远高于 A/D 转换器最大采样频率时,根据 Nyquist 采样定理从 A/D 采样序列数据中重构信号波形是不可能的。但是,如果被测信号是周期号,通过测量每次 A/D 采样序列起点与一参考点(信号的触发时刻)的时间差就能确定本次采样序列在信号波形中的位置。当这个时间差是随机分布,并且很短的时间段内遍历其在一个 A/D 时钟内所有可能的取值时,通过分布在这个间段上的随机采样序列的叠加,在叠加次数 n 足够大时,可以遍历所有可能的形采样过程,从而重构目标信号的完整采样波形,或者说等价于一个完整的波采样。图 2.1 说明了多次采样序列起点与信号触发时刻的关系[5]。
图 2.2 短时间测量原理分主要完成在进行随机采样时,将触发到来时刻的时间间隔转换成为窄脉冲XT ,XT 取值范围为转换周期。在本系统设计过程中,作者为了避开性,在相位检测电路中加入一个等待周期,将的展宽部分主要完成将相位检测电路检测到的窄脉,展宽比由放电电流与充电电流之比来决定;方
【参考文献】:
期刊论文
[1]随机采样技术在数据采集卡中的应用[J]. 廖燕,王厚军,黄建国,戴志坚. 仪器仪表学报. 2005(S1)
[2]基于随机等效采样的高速数据采集系统的设计[J]. 张国礼,孙万蓉. 现代电子技术. 2004(24)
[3]基于PC/104等效采样电路的设计[J]. 吴国强,林君,王忠. 吉林大学学报(信息科学版). 2003(02)
[4]随机取样示波器时间测量电路的设计[J]. 袁继敏,李小玲,古天祥. 攀枝花学院学报. 2003(01)
[5]VXI等效采样示波器模块的设计实现[J]. 雷武虎,王砚方,安琪. 数据采集与处理. 2001(03)
[6]数据采集系统中触发采集控制电路的设计[J]. 孙万荣,孙肖子,秦刚. 电子技术应用. 1997(09)
[7]数字存贮示波器的随机采样原理[J]. 雷志勇,江建尧. 西安工业学院学报. 1997(01)
硕士论文
[1]基于ARM和CPLD的便携式数字存储示波器硬件平台设计[D]. 周永宏.西南石油学院 2005
本文编号:3374439
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3374439.html