1 引言   传感器及其相关电路被用来测量各种不同的物理特性,例如温度、力、压力、流量、位置、光强等。这些特性对传感器起激励的作用。传感器的输出经过调理和处理,以对物理特性提供相应的测量。   数字信号处理是利用计算机或专用的处理设备,以数值计算的方式对信号进行采集、变换、估计与识别等加工处理,从而达到提取信息和便于应用的目的。仪表放大器具有非常优越的特性,能将传感器非常微弱的信号不失真的放大以便于信号采集。本文介绍在一个智能隔振系统中,传感器数据采集系统具有非常多的传感器,而且信号类型都有很大的差别的情况下如何使用仪表放大器将传感器信号进行调理以符合模数转换器件的工作范围。   2 仪
2025-06-20 14:07:27 188KB 传感技术
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内容概要:本文详细介绍了基于TI ADS54J60的FMC HPC采集卡的设计与实现。该采集卡拥有4个通道,每个通道支持1Gsps采样率和16bit精度。文章涵盖了硬件设计的关键要素,如电源管理、PCB布局、时钟分配以及FPGA代码实现,尤其是针对SPI配置、JESD204B接口和数据缓存机制进行了深入探讨。此外,文中还提供了实际测试方法和优化技巧,确保系统的高性能和稳定性。 适合人群:从事高速信号采集系统设计的硬件工程师、FPGA开发者及相关领域的研究人员。 使用场景及目标:适用于需要高精度、多通道同步采集的应用场景,如雷达中频采集、通信设备测试等。目标是帮助读者掌握从硬件设计到软件实现的完整流程,提升系统性能和可靠性。 其他说明:文中提到的所有设计文件均已公开,便于读者复现和进一步改进。同时,作者分享了许多实战经验和常见问题解决方案,有助于减少开发过程中遇到的技术障碍。
2025-06-09 17:12:46 299KB
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在当今的电子技术领域中,传感器技术的应用越来越广泛,尤其是在工业自动化、医疗设备、汽车电子、消费电子产品等领域。FSR402薄膜压力传感器作为一种常用的传感设备,广泛应用于需要测量压力变化的场合。而STM32F103C8T6作为一款高性能的ARM Cortex-M3微控制器,具备处理复杂算法和实时任务的能力,是开发高精度、低成本控制系统的理想选择。结合FSR402和STM32F103C8T6,我们可以开发出具有压力检测功能的智能装置。为了将传感器的模拟信号转换为微控制器可以处理的数字信号,需要使用模数转换器(ADC)。此外,为了直观地显示压力强度,开发人员通常会选择使用OLED显示屏,尤其是中文用户界面,这就需要相应的汉字显示库。整个系统开发需要对STM32标准库有深入的理解和应用能力。 在具体的工程实现中,首先需要将FSR402薄膜压力传感器的模拟信号通过ADC采集到STM32F103C8T6微控制器中。然后,通过编程实现对采集数据的处理和分析,以得到准确的压力强度值。处理后的数据需要通过某种方式显示出来,而汉字OLED显示屏则提供了一个良好的平台,不仅可以显示压力强度的数值,还可以显示中文操作界面。为了实现这一功能,需要在微控制器中嵌入汉字OLED显示库,并编写相应的显示代码。 在进行项目开发时,开发人员通常会创建一系列的文件来组织和管理代码,例如 CORE、OBJ、SYSTEM、USER、STM32F10x_FWLib、HARDWARE等。这些文件分别代表了工程的核心代码、对象文件、系统配置文件、用户程序入口、STM32标准外设库文件以及硬件相关配置文件。通过这些文件的协同工作,可以使得整个项目结构清晰、易于维护,同时便于团队协作开发。 在具体的项目开发过程中,开发人员需要充分掌握STM32F103C8T6的硬件资源和库函数编程,同时还需要对FSR402薄膜压力传感器的特性有深入的了解,包括其工作原理、电气参数、输出特性等。此外,对于OLED显示屏的驱动编程也是必不可少的技能。在这些基础上,开发人员可以编写出稳定可靠的压力检测和显示系统。 项目开发的成功与否往往依赖于对各个组件性能的充分挖掘和合理搭配。比如,在硬件层面,需要确保FSR402传感器的量程选择、滤波处理以及模拟信号到数字信号的转换精度符合要求。在软件层面,需要精心编写ADC采集程序,确保数据采集的实时性和准确性。同时,编写汉字显示库以支持OLED显示屏能够清晰地显示压力强度和用户操作界面。 通过综合运用上述技术和组件,可以成功开发出一个集成FSR402薄膜压力传感器信号采集、STM32F103C8T6微控制器处理、ADC采集以及汉字OLED显示压力强度的完整系统。这个系统不仅能够准确测量压力强度,而且能够直观地显示出压力数值,为用户提供友好的人机交互界面,提高产品的使用便利性和用户体验。
2025-06-09 16:33:13 7.74MB STM32F103C8T6 ADC OLED显示
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为了降低飞行设备的安全事故,提高飞行设备的安全性和可靠性,研究实现了一种基于DSP的振动信号采集系统。该系统利用中断嵌套中断技术实现八通道两种采样率的采样,利用4项5阶Nuttall窗FFT算法实现了对数据的分析处理。实际测试结果表明,该系统的振动信号幅值误差小于0.3%,频率误差小于4%,到达了预期的设计要求。
2025-06-04 19:39:57 1.46MB DSP;
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开发板的设计基于STM32H750VBT6微控制器和12位精度的AD9226模数转换器(ADC),实现了信号采集以及快速傅里叶变换(FFT)算法的计算,以评估信号质量。STM32H750VBT6是STMicroelectronics(意法半导体)生产的一款高性能ARM Cortex-M7微控制器,主频高达400MHz,拥有丰富的外设接口和强大的数据处理能力。而AD9226是一款高性能的模数转换器,能够实现12位的采样精度和2.3MSPS(百万次采样每秒)的采样速率,非常适合于高速高精度的信号采集应用。 本开发板充分利用了STM32H750VBT6的处理能力,配合AD9226的高速高精度数据采集,通过FFT算法快速地对采集到的信号进行频谱分析。FFT算法能够在短时间内将时域信号转换为频域信号,这对于分析信号的频率成分、信噪比、谐波失真等信号质量指标至关重要。在数字信号处理、通信、音频分析、电子测量等领域,FFT都是非常重要的工具。 开发板配套的资料包括了详细的原理图,这意味着用户可以清晰地了解电路的设计,包括各组件之间的连接和信号流向。同时,提供了调试好的源代码,这对于进行二次开发或学习STM32平台的开发者来说非常有价值。源代码不仅展示了如何使用STM32H750VBT6的硬件资源,还包含了AD9226的初始化配置和数据采集流程,以及FFT算法的具体实现。PCB文件的提供使得用户可以根据需要进行电路板的复制或修改,以适应不同的应用场景。 开发板还包含了多种格式的图片文件(jpg),这些图片很可能是展示开发板实物外观或者某些关键步骤的示意图,有助于用户更好地理解产品和文档内容。此外,还包含有技术分析与展望的文档和有关信号采集与处理技术应用的引言文档,这些文档内容可能涉及到对开发板技术特点的深入分析,以及高精度技术在信号采集与处理领域的应用情况,为技术人员提供了宝贵的参考资料。 这款开发板是一款集成了先进微控制器、高精度模数转换器和强大信号处理能力的综合开发平台,适用于教学、研究以及产品开发等多个领域。通过其提供的详细资料和多种文件,用户能够获得从理论到实践的完整学习体验,对提高数字信号处理能力有着显著的帮助。
2025-05-29 13:30:45 6.24MB 正则表达式
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内容概要:本文详细介绍了使用LabVIEW构建的振动信号采集与分析系统,支持NI采集卡、串口设备和仿真信号三种模式。系统采用生产者-消费者模式进行架构设计,确保数据采集和处理分离,提升稳定性和效率。文中涵盖了硬件初始化、数据采集循环、信号处理(如滤波、FFT分析)、仿真信号生成以及数据存储等多个关键技术环节,并提供了具体的代码实现细节和调试经验。 适合人群:从事振动信号采集与分析的技术人员、LabVIEW开发者、工业设备监测工程师。 使用场景及目标:适用于工业设备健康监测、故障诊断等领域,旨在帮助用户掌握如何利用LabVIEW高效地进行振动信号采集与分析,同时提供实用的代码示例和技术技巧。 其他说明:文中提到多个实战经验和常见问题解决方案,如硬件配置注意事项、数据解析方法、频谱分析优化等,有助于读者更好地理解和应用相关技术。此外,还分享了一些扩展功能,如声压级计算、自动量程切换、peak hold算法等。
2025-05-16 09:44:56 5.85MB LabVIEW 数据采集 信号处理
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《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
2025-05-16 09:21:28 1.9MB csrf
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本资源详细介绍如何使用 STM32 单片机实现 ADC 模拟信号采集,并通过数据解析后利用串口发送到上位机显示的完整实现。内容包括 STM32 ADC 配置、DMA 数据采集、数据解析方法,以及通过串口输出结果的完整代码和工程文件。适用于初学者和需要快速搭建 ADC 信号采集系统的开发者。 详细描述 1. 适用范围 硬件平台:STM32 系列单片机(以 STM32F103 为例,但可移植到其他 STM32 系列)。 开发工具:Keil MDK 或 STM32CubeIDE。 功能模块: ADC 信号采集(单通道、多通道支持)。 数据解析(去抖动、滤波、代码中注释)。 串口通信,实时发送数据到上位机。 2. 功能说明 ADC 信号采集: 使用 STM32 内部的 ADC 模块,支持单通道或多通道采集。 配置 ADC 转换频率和采样分辨率(12 位精度)。 串口发送: 将解析后的数据通过 UART 发送至上位机。 支持常用波特率设置(如 9600、115200)。 数据格式:十六进制、ASCII 格式可选。
2025-04-16 21:48:50 3.96MB STM32
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设计了一种基于ARM与FPGA的便携式GNSS导航信号采集回放系统。该系统可采集复杂情况下的导航卫星信号,并且增益可控,为导航接收机测试提供了特定的信号源。系统将导航卫星信号经射频电路转换为数字中频信号,通过FPGA处理后保存至SATA硬盘。ARM处理器作为监控端发送指令至FPGA,控制FPGA进行数据采集与回放,同时接收监控接收机串口发送的报文,提取载噪比信息,并绘制载噪比柱状图。该系统ARM端基于嵌入式Linux系统开发,采用Qt4设计用户图形界面,可扩展及可移植性强,为系统的后续开发提供了保障。实验结果表明,该系统信号质量满足要求,ARM监控端数据处理时间在200 ms~500 ms之间,实时性良好。 该文介绍了一种基于ARM和FPGA的便携式全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)信号采集回放系统。该系统的主要目标是为导航接收机的测试提供一个灵活可控的信号源,尤其适用于复杂环境下的信号采集。 系统设计包括两个主要部分:射频模块和基带模块。射频模块主要任务是接收和处理射频信号。它使用MAX2769B芯片来实现多模导航信号的下变频,支持GPS、北斗、格洛纳斯和伽利略等卫星导航系统。此外,通过HMC472LP4数控衰减器实现增益控制,确保信号增益的精确调节。射频模块还包括C8051F230单片机和ATGM332D监控接收机,用于配置参数和监控信号质量。 基带模块由FPGA模块、ARM模块和基带底板组成。FPGA(Xilinx XC7K325TFFG900-2)处理来自射频模块的数字中频信号,并通过SATA接口将数据存储在固态硬盘(SSD)中。ARM处理器(Atmel SAMA5D31,基于Cortex-A5架构)作为系统监控端,通过SMC总线与FPGA通信,控制数据采集和回放,同时处理来自监控接收机的串口报文,提取载噪比信息并生成柱状图。ARM处理器运行嵌入式Linux系统,并利用Qt4框架构建用户友好的图形界面,增强系统的可扩展性和可移植性。 软件设计方面,FPGA程序主要负责数据流的管理和控制,而ARM端的软件则包含了系统控制、用户界面和数据分析功能。嵌入式Linux系统提供稳定的运行环境,SMC总线驱动使得ARM与FPGA之间的通信高效可靠。此外,基带底板的电源和时钟设计也是关键,确保了整个系统的稳定运行。 实验结果显示,该系统能够满足信号质量要求,ARM端的数据处理时间在200毫秒到500毫秒之间,具备良好的实时性。这一设计为导航接收机的研发提供了一个实用、灵活的测试工具,有助于提升接收机的性能验证和优化。随着中国北斗卫星导航系统的快速发展,这样的系统在中国市场上具有广阔的应用前景。
2024-11-14 23:29:32 348KB GNSS
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本研究的核心内容是针对大型旋转机械,如汽轮机在电力行业中广泛的应用,着重于开发一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高精度振动信号采集卡。振动信号的监测与分析对于保证工业设备的稳定运行至关重要,由于设备故障往往伴随着振动异常,因此有效的振动检测系统对于避免经济损失和确保生产安全具有重大意义。 在这一研究中,采集卡采用EP3C5E144C8型号FPGA作为主处理芯片,该芯片具备低功耗、高性能及低成本的特点,有助于提升整个系统的稳定性和处理能力。FPGA内部集成了200k逻辑单元、8M bits嵌入式存储器以及396个嵌入式乘法器,能够满足高性能处理和低功耗应用的需求。同时,该系统选用AD7606作为模拟数字信号转换芯片,它是16位多通道同步采样模数转换系统,具有模拟输入钳位保护、二阶抗混叠滤波器、16位电荷再分配逐次逼近型模数转换器等特性,能够保障信号采集的高精度和同步性。而前端加速度传感器则选用高精度IEPE(集成电子压电效应)传感器,其动态范围广、频率响应宽,适合用于轻型高速旋转机械的振动检测。 在硬件模块设计方面,首先进行的是信号预处理电路的设计。加速度传感器基于晶体材料的正压电效应进行机电转换,它适用于监测旋转机械轴承座及轴壳的加速度。信号调理电路对振动信号进行初步处理,包括信号滤波、放大等,保证信号质量。 系统工作原理是:加速度传感器采集到振动信号后,经过信号调理电路处理,再由AD7606芯片进行模数转换,然后主控芯片通过通信模块将数据传输至上位机软件。上位机软件能够准确复现采集到的振动信号,供工程师分析和处理,以监控旋转机械的运行状况。 在本研究中,硬件结构的设计以模块化方式进行,便于测试与维护,同时也便于在后续的工程实践中进行调整和优化。采集卡的设计充分考虑到了系统的稳定性和信号处理的实时性,确保了振动监测与分析系统的有效性。 在多通道振动信号的采集卡研究与设计中,FPGA的并行处理能力是关键所在。FPGA可以并行运行多个数据处理任务,这对于实现多通道信号的同步采集是至关重要的。通过FPGA的编程,可以灵活配置信号采集和处理逻辑,实现高效、精确的振动信号监测。 总结来说,本研究在旋转机械振动监测与分析系统的开发方面具有实用价值,尤其在旋转机械故障检测和预防维护方面。基于FPGA的振动信号采集卡,配合AD7606模数转换器和高精度加速度传感器,能够有效实现对大型旋转机械振动信号的准确采集和实时监控。通过上位机软件对信号进行复现和分析,可以帮助工程师及时发现问题并采取相应的维护措施,从而提升工业生产的安全性和经济性。
2024-10-07 21:57:59 1.95MB fpga
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