### 用相关双采样技术提高CCD输出信号的信噪比 #### 摘要 本文探讨了一种采用相关双采样技术（CDS）来有效抑制CCD（Charge-Coupled Devices，电荷耦合器件）输出信号中的复位噪声的方法。该方法能够显著提升视频信号的信噪比，特别适用于需要高质量图像输出的应用场景。文中不仅详细介绍了相关双采样技术的工作原理及其在CCD信号处理中的具体应用，还提供了实际的实验结果以验证该技术的有效性。 #### 引言 电荷耦合器件(CCD)作为一项重要的光电转换技术，在图像传感领域有着广泛的应用。然而，CCD输出信号中存在着多种噪声成分，如复位噪声、随机噪声、散粒噪声和固定图形噪声等，这些噪声会严重影响图像质量。其中，复位噪声尤其突出，它是由CCD输出电路在复位过程中的热噪声引起的。传统的低通滤波器虽然可以一定程度上减少噪声，但对空间边缘信号有一定的衰减作用，且滤波效果有限。因此，本文提出了一种基于相关双采样技术的复位噪声抑制方法，以提高CCD输出信号的信噪比。 #### CCD简介 CCD是一种利用电荷包存储和传输信息的半导体器件，其核心组成部分包括光敏元、光栅、移位寄存器和输出电路。CCD具有分辨率高、响应速度快以及自扫描等特点，广泛应用于图像传感、几何尺寸测量、位置测量和光学测量等领域。 #### 复位噪声及其抑制 ##### 噪声来源 在CCD工作过程中，复位噪声是由于输出电路复位时产生的热噪声。每当一个像素周期开始时，复位脉冲使得复位开关接通，并在存储电容上建立一个参考电平。但由于复位开关的热噪声效应，这个参考电平会出现偏差，形成复位噪声。 ##### 相关双采样技术原理 相关双采样技术是一种有效的噪声抑制手段，通过使用两个采样保持器对CCD信号分别进行采样，再将两个采样信号送入差动放大器中进行处理，从而去除与采样信号相关的噪声。具体步骤如下： 1. **参考电平采样**：在每个像素周期的开始阶段，当复位脉冲到来时，使用第一个采样保持器SHA1对参考电平进行采样并保持。 2. **视频电平采样**：当像素的信号电荷注入到输出级时，使用第二个采样保持器SHA2对视频电平进行采样并保持。 3. **差动放大**：将两次采样得到的信号送入差动放大器中进行差分运算，从而滤除与参考电平和视频电平均相关的复位噪声。 这种技术不仅可以有效去除复位噪声，还能在一定程度上抑制CCD输出放大器产生的1/f噪声。 #### 实验结果 通过实验验证了相关双采样技术的有效性。实验结果显示，在使用相关双采样技术处理后，CCD输出的图像信号信噪比有了显著提高。具体来说，图4展示了未经处理的CCD图像输出信号（曲线1）和经过相关双采样电路处理后的图像信号（曲线2）。可以看出，经过处理后的图像信号更加清晰，复位噪声得到了明显抑制。 #### 结论 相关双采样技术是一种有效的复位噪声抑制方法，能够显著提高CCD输出信号的信噪比，进而改善图像质量。该技术不仅理论可行，而且已经在实际应用中取得了良好的效果。未来，随着技术的不断进步，相关双采样技术有望在更多领域发挥重要作用。 --- 通过上述分析，我们可以看出相关双采样技术对于提高CCD输出信号的质量具有重要意义。这项技术不仅在理论上具备可行性，而且已经通过实验验证了其有效性。随着技术的发展和应用领域的扩展，相信相关双采样技术将在未来图像传感技术中扮演更为重要的角色。

7.10 采样追踪 7.10.1 综述和配置 如果在目标设置target settings (目录 'General') 中激活了采样追踪，那么在KeStudio 资源中可 以采用Sample tracing对象。采样追踪可以用来追踪已被跟踪了一段时间的变量的的值的行踪。这些 值被写入了环形缓冲器(trace buffer)。如果储存器已满，那么就会重写最早的值。可以同时追踪多 达20个变量。每个变量可以最多追踪500个值。 因为在PLC内追踪缓冲器的规模有一定值，在很多或很广的变量DWORD的事件中，只能追踪 少于500个值。 例如：如果追踪10 WORD变量并且如果在PLC中储存器有5000字节长，那么对每个变量，可以 追踪250个值。

基于HMCAD1511的四通道高精度示波器方案：单通道达1G采样率，双通道500M，四通道模式实现至250M采样率原理图PCB及FPGA代码全解析,用HMCAD1511实现的四通道示波器方案，单通道模式1G采样率，双通道模式500M，4通道模式250M采样率。 原理图PCB，FPGA代码，注释清晰。 ,关键词：HMCAD1511；四通道示波器；单通道模式1G采样率；双通道模式500M；4通道模式250M采样率；原理图；PCB；FPGA代码；注释清晰。,"HMCAD1511驱动的四通道高采样率示波器方案：原理图PCB与FPGA代码详解"

### LF398峰值采样保持放大器的关键知识点 #### 一、概述 LF398是一种经典的采样保持（Sample and Hold, S/H）集成电路，由Philips Semiconductors生产并广泛应用于多种电子系统中。这类器件主要用于在信号处理过程中捕获瞬时信号值并在指定时间内保持该值不变，特别适用于模拟信号的采集和处理。 #### 二、关键技术特点 1. **超高的直流精度与快速获取信号能力**： - LF398采用高压离子注入JFET技术，确保了非常低的直流偏移电压和极快的信号获取速度。 - 在作为单位增益跟随器时，其直流增益精度典型值为0.002%，而获取时间最短可达6微秒至0.01%。 2. **低漂移率与低噪声性能**： - 使用P通道结型场效应管(JFET)与双极型晶体管结合的输出放大器，使得保持模式下的漂移率低至5mV/分钟（使用1μF保持电容）。 - JFET相较于先前设计中的MOS器件具有更低的噪声，并且不会表现出高温不稳定性。 3. **宽广的工作范围与兼容性**： - LF398可以在±5V到±18V的电源电压范围内工作。 - 逻辑输入端口完全差分，低输入电流特性允许直接与TTL、PMOS和CMOS等逻辑门电路连接。 - 典型保持步骤为0.5mV（CH=0.01μF），低输入偏移电压，以及0.002%的增益精度。 4. **高性能输入输出特性**： - 输入阻抗高达10^10Ω，可以使用高源阻抗而不降低准确性。 - 在保持模式下，输入特性不变，保持良好的性能。 - 高电源抑制比在采样或保持状态下都表现良好。 - 宽带宽特性使其能够在1MHz的运算放大器反馈环路中稳定运行，无需担心稳定性问题。 5. **封装形式**： - LF398提供8引脚塑料DIP、8引脚Cerdip和14引脚塑料SO封装形式。 #### 三、引脚配置 - **V+**: 正电源输入端。 - **OFFSET VOLTAGE ADJ**: 偏置电压调整端，用于调节输入偏移电压。 - **INPUT**: 输入端口，接收待采样的信号。 - **V-**: 负电源输入端。 - **NC (No Connect)**: 非连接端子。 - **LOGIC INPUT**: 逻辑控制输入端，控制采样和保持模式切换。 - **LOGIC REFERENCE**: 逻辑参考端，提供稳定的参考电压。 - **OUTPUT**: 输出端口，输出保持信号。 #### 四、应用领域 LF398广泛应用于需要精确采样和保持信号的应用场景中，例如： - 模拟数字转换器(ADC)前端。 - 数据采集系统。 - 波形发生器与波形合成系统。 - 信号处理与分析仪器。 - 测试与测量设备。 - 实时信号监控系统。 #### 五、设计与实现 在实际应用中，使用LF398设计峰值采样保持电路的具体步骤包括： 1. **选择合适的电源电压**：根据系统需求选择合适的电源电压范围。 2. **连接输入输出端口**：将待采样的信号连接到INPUT端口，通过OUTPUT端口读取保持后的信号。 3. **设置逻辑控制**：利用外部控制信号切换采样与保持模式。 4. **调节偏置电压**：通过OFFSET VOLTAGE ADJ端口调节输入偏移电压，提高整体精度。 5. **选择合适的保持电容**：根据应用场景选择合适容量的保持电容，以达到所需的保持时间。 6. **测试与调试**：进行综合测试，确保电路符合预期的设计要求。 LF398凭借其卓越的性能指标、广泛的兼容性和易于使用的特性，在采样保持电路设计中占有重要的地位，是许多精密信号处理系统不可或缺的关键组件。

采样保持电路原理 采样保持电路能够跟踪或者保持输入模拟信号的电平值。在理想状况下，当处于采样状态时，采样保持电路的输出信号跟随输入信号变化而变化；当处于保持状态时，采样保持电路的输出信号保持为接到保持命令的瞬间的输入信号电平值。当电路处于采样状态时开关导通，这时电容充电，如果电容值很小，电容可以在很短的时间内完成充放电，这时，输出端输出信号跟随输入信号的变化而变化；当电路处于保持状态时开关断开，这是由于开关断开，以及集成运放的输入端呈高阻状态，电容放电缓慢，由于电容一端接由集成运放构成的信号跟随电路，所以输出信号基本保持为断开瞬间的信号电平值。 采样保持电路图设计（一） 采样保持放大器SMP04用做多路输出选择器电路图。 如图所示为SMP04用做多路输出选择器，与解码器、D/A转换器构成的四路数字-模拟转换电路。数字信号输入模数转换器DAC8228，输出产生5～10V模拟电压送副SMP04，地址输入通道解码器，不同的地址解码后分别控制四路开关，以分别输出四模拟信号。采用DAC8228产生DAC电压输出可以使电路得以最大的简化。为了将输出电压干扰减小到最小，在采样信号被确认之前， 采样保持电路是一种在数据采集系统中至关重要的电路，它主要功能是捕获瞬时的模拟信号，并在后续处理期间保持该信号的电平不变。这种电路在数字化处理模拟信号时，尤其是模数转换（ADC）过程中，起到了关键的作用。在理想的采样保持电路中，当处于“采样”模式时，电路的输出会紧密跟随输入信号的变化；而当进入“保持”模式时，输出电压将保持在采样时刻的输入信号电平，即使输入信号随后发生变化。 采样保持电路的工作原理依赖于一个开关和一个电容。在采样阶段，开关打开，电容通过输入信号源充电，其电压跟随输入信号变化。电容的大小决定了充电速度，小电容能快速响应输入信号的改变。而在保持阶段，开关关闭，输入信号与电容断开，由于运放输入端的高阻抗特性，电容放电非常缓慢，因此输出电压几乎不变，持续反映采样时刻的信号电平。 在实际应用中，例如在图示的电路设计中，采样保持放大器SMP04被用作一个多路输出选择器。这里结合了解码器和D/A转换器（DAC），形成一个四路数字-模拟转换电路。数字信号首先输入到模数转换器DAC8228，生成5至10伏的模拟电压，然后馈送到SMP04。地址输入通过解码器控制四个开关，使得每个开关对应一路模拟信号的输出。使用DAC8228简化了电路设计，因为它可以直接产生所需的电压输出。 为了降低输出电压的干扰，确保在采样信号被确认前，电路需要有至少5微秒的电压建立时间，以保证输出电压稳定。此外，每个采样保持放大器必须定期刷新，通常每秒一次或更少，以防止输出电压下降速率超过10毫伏或1/2 LSB（最小有效位），从而保持精度。 另一个设计示例展示了SMP04与运算放大器OP490组合成一个增益为10的采样保持放大电路。SMP04的开关状态决定了是采样还是保持模式。在采样模式下，开关闭合，运放反馈回路接通，输出端输出放大后的采样电压。而在保持模式，开关断开，运放反馈回路中断，输出保持在电容上的先前采样电压，不受输入信号影响。为防止运放饱和，输出端的二极管1N914起到钳位作用。 采样保持电路在保证模拟信号的准确传输和稳定保持方面具有重要意义，其设计涉及到开关控制、电容充放电、反馈电路以及信号的精确控制等多个方面。通过巧妙地结合各种元器件，可以构建出满足特定需求的采样保持系统，以适应各种复杂的信号处理场景。

内容概要：本文针对基于STM32F407的工业控制系统中DMA传输异常的问题进行了详细分析并提出了优化方案。问题表现为采样数据随机跳变、DMA传输中断偶发性失效、系统响应变慢甚至触发硬件故障中断。经过初步分析、问题复现与调试，最终确定问题主要出现在外部中断触发频繁、系统负载较高时DMA传输完成标志未及时清除以及内存访问模式不合理导致总线竞争。为解决这些问题，文章提出了一系列优化措施，包括调整DMA配置（如启用FIFO、提高优先级、使用突发传输）、改进中断处理机制（如完善错误处理、确保DMA传输完全停止再处理数据）、优化数据处理（如添加数据有效性检查、系统重新初始化机制）等。优化后，系统稳定性显著提升，连续运行30天无数据异常，DMA传输错误率降低99%，系统响应时间和资源占用也得到了有效改善。 使用场景及目标：①解决STM32项目中DMA传输不稳定、数据异常等问题；②提高系统的稳定性和性能；③掌握DMA配置优化、中断处理改进及数据处理优化的具体方法。

吉布斯采样matlab代码（回收）No-U-Turn-Sampler：Matlab实现 该存储库包含Hoffman和Gelman（2014）的No-U-Turn-Sampler（NUTS）的Matlab实现以及Nishimura和Dunson（2016）的扩展Recycled NUTS。 脚本“ getting_started_with_NUTS_and_dual_averaging_algorithm.m”说明了主要功能“ NUTS”和“ dualAveraging”的用法。 其他示例可以在“示例”文件夹下找到。 回收的NUTS实现“ ReNUTS”位于“回收”文件夹下，该功能通过回收NUTS轨迹的中间状态，提供了改进的统计效率，并且几乎没有额外的计算时间。 这里的代码适合于研究目的，因为它提供了对NUTS内部工作的访问，并且是可自定义的。 作为一个示例，此处的实现允许人们将NUTS用作Gibbs步骤。 对于希望更好地了解NUTS和HMC如何工作（以及何时可能表现不佳）的人员，该代码也应该有用。 但是，对于应用贝叶斯建模，使用Stan将是利用NUTS和HMC通用性的最简单方法。 此外

ADS1256是一款高性能的模数转换器（ADC），拥有8个输入通道、24位分辨率，以及能够在最高30k采样率下运行的能力，使其成为精密测量和数据采集系统的理想选择。当ADS1256与STM32F103C8T6单片机结合时，能够提供强大的数据采集解决方案。STM32F103C8T6是ST公司生产的一款高性能ARM Cortex-M3微控制器，具有丰富的外设和较高的运行频率，适用于各种复杂的嵌入式应用。 本套资料包包含了与ADS1256和STM32F103C8T6配合使用相关的所有必要信息，不仅限于源程序代码，还包括了原理图、芯片介绍以及相关的开发工具。源程序代码以三种不同的模式存在，这意味着用户可以针对不同的应用场景选择最合适的编程模式。此外，还提供了完整的硬件设计资料，包括原理图以及相关的数据手册，让用户能够深入理解硬件的工作原理和特点。 资料中包含了ADS1256的数据手册，提供了芯片的详细性能参数、电气特性、时序参数和封装信息，以及如何将其与STM32F103C8T6单片机进行有效连接的指导。同时，STM32F103x8B_DS_CH_V10.pdf是STM32F103系列单片机的参考手册，其中详细描述了单片机的功能和编程接口，是深入开发STM32F103C8T6不可或缺的资料。 UM0462.pdf是针对STM32F103C8T6的Flash Loader调试程序的用户手册，它介绍了如何使用Flash Loader来对STM32F103C8T6进行固件升级，以及在调试过程中可能遇到的常见问题的解决方案。而UM0516.pdf则是关于STM32F103C8T6的调试器使用手册，包含了调试器的安装、配置和使用细节，是调试和测试单片机程序的重要文档。 “24BIT-ADC原理图.pdf”文件详细展示了ADS1256与STM32F103C8T6以及其他外围电路结合的原理图设计，为用户提供了直接参考和学习的机会。Flash_Loader_Demonstrator_V2.1.0_Setup.exe.zip和串口调试助手.zip是软件开发工具，前者用于固件下载，后者则是一个串口调试工具，两者都是开发过程中不可或缺的辅助工具。 在软件代码方面，提供了ADS1256的不同工作模式下的源代码，用户可以根据自己的需求选择相应的模式进行开发。例如，ADS1256_MODE3文件夹中包含了第三种工作模式下的所有代码，而上位机程序则可能是用来与STM32F103C8T6通信的电脑端软件，用于数据的可视化或者进一步的分析处理。 ADS1256_客户版可能是一个定制化的版本，专为满足特定客户的需求而设计的，提供了额外的参考价值和可能的定制功能。这些资料为用户提供了从硬件设计、软件开发到系统集成的全方位支持，极大地降低了开发难度，提高了开发效率。

《LabVIEW电压信号采集系统：多通道高效率数据采集与处理报告（含任意时长采样时间、可调采样频率及Python读取代码）》,LabVIEW多通道电压信号采集系统：支持任意时长、多通道同步采样与Python数据处理功能,labview电压信号采集系统（含报告） 1、可设置任意时长的采样时间； 2、可以同时采集多个通道的数据； 3、可设置不同的采样频率； 4、自动采集并保存数据； 5、送读取采集数据的python代码，方便科研后续进行信号变工作。 ,核心关键词：Labview; 电压信号采集系统; 任意时长采样时间; 多通道数据采集; 不同采样频率; 自动采集保存数据; 读取代码。,LabVIEW电压信号采集系统：多通道、高灵活度自动保存与Python接口系统

【ACS758霍尔DEMO】是一款基于ACS758霍尔效应传感器的电流检测系统，用于实现0-100A的电流采样。这个项目提供了完整的硬件设计（包括原理图和PCB）以及相应的软件程序，帮助用户理解和应用这种电流感应技术。 霍尔效应传感器是利用霍尔效应来测量磁场强度的设备，它在电子工程领域有着广泛的应用，特别是在电流检测方面。霍尔效应是当一个导体中的电荷在磁场作用下垂直于磁场方向移动时，会在导体两侧产生横向电压的现象。 ACS758就是一款专为电流测量设计的集成霍尔效应传感器，它能够将通过其内部磁路的电流转换为可读的电压输出。 1. **ACS758特性**：ACS758具有高精度、宽量程的特点，适用于工业和汽车应用。它的线性度好，可以提供准确的电流测量。此外，它还具有温度补偿功能，确保在不同环境温度下保持稳定性能。 2. **电流采样原理**：在ACS758中，电流流过传感器内部的开路金属片，产生的磁场被霍尔元件检测。根据法拉第电磁感应定律，这个磁场会产生一个与通过传感器的电流成比例的电压。该电压可以通过外部电路读取并转化为实际电流值。 3. **原理图设计**：在项目提供的原理图中，可以看到ACS758如何与外围电路连接，包括电源、信号调理电路以及接口电路。这些电路用于稳定传感器的电压输出，并将其转换为易于处理的数字信号。 4. **PCB设计**：PCB设计是将原理图转化为实体电路的关键步骤。一个良好的PCB布局可以确保信号质量，减少噪声，并提高系统的稳定性。在这款DEMO中，PCB设计应考虑了信号布线的布局，确保电流测量的精确性和抗干扰能力。 5. **程序开发**：为了从ACS758获取数据并进行处理，需要编写相应的程序。这部分可能涉及到ADC（模拟数字转换器）的配置，以读取传感器的电压输出，然后根据已知的传感器特性曲线进行转换，得到实际的电流值。程序可能还包括实时显示、数据记录和异常报警等功能。 6. **应用范围**：ACS758霍尔电流采样DEMO可以用于各种需要监测电流的场合，如电机控制、电力监控、电池管理系统等。通过了解和实践这个DEMO，工程师可以更好地掌握电流测量技术，并将其应用到实际项目中。 总结来说，ACS758霍尔DEMO是一个实用的学习资源，涵盖了霍尔效应传感器在电流检测中的应用，包括硬件设计和软件编程的全过程。对于想要深入理解电流采样和传感器应用的IT专业人士而言，这是一个不可多得的参考资料。