东南大学
硕士学位论文
GPS中频信号采集与捕获技术研究
姓名：严伟
申请学位级别：硕士
专业：精密仪器及机械
指导教师：王庆
20090303
嵌入式人体步态自动识别系统 早期的医学研究指出： 人的步态中有24种不同的成分，如果把这24种成分都考虑到，则步态是为个体所特有的。有关研究人员近些年来通过对人的步态分析，已经得出了在步态视频序列中含有人的身份信息，因此进行步态识别也是一种非常重要的生物识别技术。步态识别是近年来越多的研究者所关注的一种较新的生物认证技术，它是通过人的走路方式来识别人的身份。基于步态的身份认证识别技术相对于其它生物识别技术有如下优点： 远距离识别、识别对象的被动性、不易被隐藏、不易被察觉、应用领域广阔等，步态识别技术最近已经备受关注，并且已经取得了一些初步成果。如美国国防部研究项目署(DARPA)2000年的重大项目一HID(human identification at adistance)计划，其目的就是开发多模态视觉监控技术以实现远距离情况下人物的检测、分类和识别。中科院自动化研究所模式识别国家重点实验室近年也开始了对步态识别的研究，而且创建了NLPR步态数据库。虽然步态识别是一个新兴的研究领域，但是近年来已经涌现出了一些尝试性的工作。最早提出步态识别算法的是Niyogi与Adelson等人。Cunado和Nixon等人提出了一种基于模型的特征提取分析方法，VHT(velocity hough transform)。Kale等人将行人的外轮廓宽度作为图像特征，提出了一种依赖于角度的识别方法。而Johnson和Bobick 提出了一种不依赖于角度的步态识别算法。Sarkar等人提出了步态识别的基线算法。Lee等人提出了一种基于步态外形的表达方法，其具体做法是先将人体的各个部分映射到几个椭圆组成的模型上，然后用其质心位置和离心率作为步态特征来进行步态识别。Wang等人提出了一种简单有效的、基于人体运动轮廓的识别算法。值得注意的是，步态识别的研究尚处于初级阶段，表现在： a．实验都是在特定的环境下进行的，比如相对简单固定的背景，人相对于摄像机侧面行走，摄像机固定不动等；b．算法的评估都是在小样本数据库上进行的，而且数据库也不规范。迄今为止，针对步态识别所进行的研究几乎全部是基于PC机的，而在许多情况下，却需要非PC机环境，所以研究基于嵌入式平台的步态识别系统，具有一定的工程意义。本系统的功能是对采集到的步态视频序列进行图像处理，得到视频序列中的人体步态信息，再由步态算法根据
HEFEI UNIVERSITY 课程设计开题报告 题目：《基于DSP系统的语音采集与回放系统》 专业：11 级电子信息工程 姓名：章健吴广岭何志刚 学号：1105011029 1105011030 1105011044 指导老师：汪济洲老师 完成时间：2014年12月1日
一、开题报告题目 基于DSP系统的语音采集与回放系统。 二、研究背景与意义 语音处理是数字信号处理最活跃的研究方向之一,它是信息高速公路、多媒体技术、办公自动化、现代通信及职能系统等新兴领域应用的核心技术之一。用数字化的方法进行语音的传送、存储、分析、识别、合成、增强等是整个数字化通信网中的最重要、最基本的组成部分之一。一个完备的语音信号处理系统不但要具有语音信号的采集和回放功能, 还要能够进行复杂的语音信号分析和处理。通常这些信号处理算法的运算量很大, 而且又要满足实时的快速高效处理要求, 随着DSP 技术的发展, 以DSP 为内核的 设备越来越多。为语音信号的处理提供了优质可靠的平台. 软件编程的灵活性给很多设备增加不同的功能提供了方便, 利用软件在已有的硬件平台上实现不同的功能已成为 一种趋势。近年来，随着DSP的功能日益增强，性能价格比不断上升，开发手段不断改进，DSP在数据采集系统的应用也在不断完善。 三、主要内容与目标 随着计算机多媒体技术，网络通信技术和DSP（Digital Signal Processor）技术的飞速发展，语音的数字通信得到越来越多的应用，语音信号的数字化一直是通信发展的主要方向之一，语音的数字通信和模拟通信相比，无疑有着更大的优越性，这主要体现在以下几个方面：数字语音比模拟语音具有更好的话音质量；具有更强的干扰性，并易于加密；可节省带宽，能更有效的利用网络资源；更加易于存储和处理。最简单的数字化就是直接对原始语音信号进行A/D 转换，但这样得到的语音的数据量非常大。为了减少语音信号所占用的带宽或存储空间，就必须对数字语音信号进行压缩编码。语音编码的目的就在于在保证语音音质和可懂度的条件下，采用尽可能少的比特数来表示语音，即尽可能的降低编码比特率，以便在有限的传输带宽内让出更多的信道来传输图像和其他数据流，从而达到传输资源的有效利用和网络容量的提高。在通信越来越发达的当今世界，尤其最近几十年，语音压缩编码技术在移动通信、IP 电话通信、保密通信、卫星通信以及语音存储等很多方面得到了广泛的应用。 语音信号处理在手持设备、移动设备和无线个人设备中的应用正在不断增加。今天的个人手持设备语音大多时候仅仅局限于语音拨号，但是已经出现了适用于更广泛开发语音识别和文本到语音应用的技术。语音功能为用户提供自然的输入和输出方式，它比其他形式的I/O更安全，尤其是当用户在开车期间。在大多数应用中，语音都是键盘和显示器的理想补充。其他潜在的语音应用包括如下几个方面。 （1）语音电子邮件。包括浏览邮箱、利用语音输入写电子邮件以及收听电子邮件的读出。 （2）信息检索。股票价格、标题新闻、航班信息、天气预报等都可以通过语音从互联网收听。例如，用户不用先进入某个网址并输入股票名字或者浏览预定义列表，可以通过语音命令实现。 （3）个人信息管理。允许用户通过语音指定预约、查看日历、添加联络信息等等。 （4）语音浏览。利用语音程序菜单，用户可以在网上冲浪、添加语音收藏夹并收听网页内容的读出。 （5）语音导航。在自动和人眼不够用的条件下获取导航的完全语音输入/输出驾驶
语音采集与回放系统设计
l 竞赛真题 l 总体方案选择 l 具体方案设计 l 设计阶段划分
一、竞赛真题
1999 年第四届 E 题 数字化语音存储与回放系统 一、题目：数字化语音存储与回放系统 二、任务 设计并制作一个数字化语音存储与回放系统，其示意图如下：
三、要求 1．基本要求 （1）放大器 1 的增益为 46dB，放大器 2 的增益为 40dB，增益均可调； （2）带通滤波器：通带为 300Hz～3.4kHz ； （3）ADC：采样频率 fs= 8kHz，字长= 8 位； （4）语音存储时间≥10 秒； （5）DAC：变换频率 fc= 8kHz，字长= 8 位； （6）回放语音质量良好。 2．发挥部分 在保证语音质量的前提下： （1）减少系统噪声电平，增加自动音量控制功能； （2）语音存储时间增加至 20 秒以上； （3）提高存储器的利用率（在原有存储容量不变的前提下，提高语音存储时间） ；
（4）其它（例如： 四、评分意见
校正等） 。
项
目
满 分 50 50 15 5 15 15
基 设计与总结报告： 方案设计与论证， 理论分析与计算， 电路图， 本 测试方法与数据，对测试结果的分析 要 实际制作完成情况 求 完成第一项 发 挥 完成第二项 部 完成第三项 分 完成第四项 五、说明 不能使用单片语音专用芯片实现本系统。
训练侧重点 l 题目中给出一些提示性设计参数，设计中应予以重点理解
1. 放大器 1 的增益，放大器 1 的增益为 46dB 2. 带通滤波器的频率范围通带为 300Hz～3.4kHz（方便测试） 3. AD 采样的字长和采样频率（保证公平竞争）
l
题目中部分非技术性指标在培训中可以适当简化
1. 语音存储与回放时间≥10 秒 2. 语音存储时间增加至 20 秒以上；
二、总体方案选择
1. 控制平台选择 2. 前级放大模块 3. 带通滤波器 4. 模数、数模转换部分 5. 存储器 6. 编码方案
1. 控制平台选择
供选平台： A. B. 单片机平台 FPGA 开发平台
电子与信息工程学院 综合实验课程报告 课题名称 语音采集及回放系统设计 专 业 电子信息工程 班 级 07电子2班 学生姓名 Y Y Y 学 号 07002 指导教师 X X X 2010年 7月 5日
1 总体设计方案介绍： 1.1语音编码方案： 人耳能听到的声音是一种频率范围为20 Hz～20000 Hz ,而一般语音频率最高为3400 Hz。语音的采集是指语音声波信号经麦克风和高频放大器转换成有一定幅度的模拟量电信号,然后再转换成数字量的全过程。根据“奈奎斯特采样定理”, 采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍，由于语音信号频率为300～3 400 Hz ,所以把语音采集的采样频率定为8 kHz。从语音的存储与压缩率来考虑，模型参数表示法明显优于信号波形表示法[4]。但要将之运用于单片机，显然信号波形表示法相对简单易实现。基于这种思路的算法，除了传统的一些脉冲编码调制外，目前已使用的有VQ技术及一些变换编码和神经网络技术，但是算法复杂，目前的单片机速度底，难以实现。结合实际情况，提出以下几种可实现的方案。 （1）短时平均跨零记数法该方案通过确定信号跨零数，将语音信号编码为数字信号，常用于语音识别中。但对于单片机，由于处理数据能力底，该方法不易实现。 （2）实时副值采样法采样过程如图2.1所示。 图2.1 采样过程 具体实现包括直存取法、欠抽样采样法、自相似增量调制法等三种基本方法。其中第三种实现方法最具特色，该方法可使数据压1：4.5，既有M ?调制的优点，又同时兼有PCM编码误差较小的优点，编码误差不向后扩散。 1.2 A/D、D/A及存储芯片的选择 单片机语音生成过程,可以看成是语音采集过程的逆过程,但又不是原封不动地恢复原来的语音,而是对原来语音的可控制、可重组的实时恢复。在放音时,只要依原先的采样直经D/ A 接口处理,便可使原音重现。 （1）A/D转换芯片的选择根据题目要求采样频率f s=8K H Z，字长=8位， 可选择转换时间不超过125s的八位A/D转换芯片。目前常用的A/D转换实现的
三轴加速度传感器的步态识别系统 近年来随着微机电系统的发展，加速度传感器已经广泛应用于各个领域并拥有良好的发展前景。例如在智能家居、手势识别、步态识别、跌倒检测等领域，都可以通过加速度传感器实时获得行为数据从而判断出用户的行为情况。 目前许多智能手机都内置多种传感器，通过预装软件就能够获得较精确的原始数据。本文提出一种基于三轴加速度传感器，用智能手机采集用户数据，对数据进行处理及特征提取获得特征矩阵并分类识别的方法，有效地识别了站立、走、跑、跳四种动作。 人体动作识别处理过程主要包含数据采集、预处理、特征提取和分类器识别数据采集数据采集和发送模块安装在用户端，另一个数据接收模块接在电脑终端上。 由于我们制作的采集模块很轻、很小，所以方便佩戴。当用户运动时，三轴加速度传感器会将据采集并通过无线方式发送给电脑接收模块，再通过电脑上的软件部分对采集到的数据进行分析处理，将结果输出，显示用户的实时状态。 本文使用的加速度传感器数据来自于共计６０个样本。传感器统一佩戴于腰间。本文选取了其中一位采集者的数据用于主要分析研究，
其余两位采集者的数据则用于验证由第一位采集者数据研究所得的结论，这样的做法既减小了数据处理的繁杂又能保证最终结果的准确性。预处理应用程序设置的采集时间间隔为０．１ｓ，对每一个动作的采集时间为２５ｓ。考虑到用户在采集数据一开始与将要结束时的动作不平稳可能对数据带来较大影响，前２ｓ２ｓ采集的数据将被舍弃不予分析。因原始加速度信号一般都含有噪声，为了提高数据分析结果的准确性，通常在原始加速度信号进行特征提取前对其进行去躁、归一化、加窗等预处理。通过加窗处理，不仅规整了加速度信号的长度，而且方便研究人员按照需要选择适宜的信号长度，这样有利于后续的特征提取。 许多研究人员使所示。研究人员采集的加速度传感器信号由于采集者的动作力度不同造成加速度信号的幅度差异较大，这会对之后的分类识别造成负面影响，归一化技术可以调整加速度信号的幅度，按照一定的归一化算法可以使加速度信号的幅度限定在某一数值范围内，文献[２]在识别跑、站立、跳和走路这四种动作时对四种动作的加速度信号进行了归一化；文献[３]在进行手势识别时对手势动作的加速度信号进行了归一化处理。特征提取特征提取和选择模块的作用在于从加速度信号中提取出那些表征人体行为的特征向量，处于预处理模块和分类器模块之间，是人体行为识别过程中的一个重要环节，直接影响分类识别的效果。特征的提取方法具有多样性，对于不同的识别目的，研究人员会提取不同的特征，例如为了识别分类站立和跑步，研究人员通常会选取方差和标准差这类能够反映加速度信号变化大小的特征，而为了识别分类走路和跑步，研究人员通常会选取能量
基于L a b V I E W 的数据采集与信号处理系统的设计 杜 娟1,邱晓晖1,赵 阳2,颜 伟2,缪 飞1 (1.南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏南京210003;2.南京师范大学电气与自动化工程学院,江苏南京210042) [摘要] 介绍了虚拟仪器领域中最具代表性的图形化编程开发平台L a b V I E W,并对基于L a b V I E W 编程环境实现数据采集进 行了研究,设计实现了一种基于L a b V I E W 8.5环境,以E M I 噪声分析仪为下位机的数据采集与信号处理系统的设计方法.该设 计方法主要实现了以R S 232为代表的串口通讯,数组转换及频谱分析等功能,结果表明应用该设计方法设计出的系统具有简 洁友好的人机界面,可直接在前面板上完成各种操作与观测.该设计方案较之目前大多数的设计方法相比有效地降低了程序的 运算量,节省了运算时间,成功实现了实时无差错的采集到由下位机发来的完整数据. [关键词] L a b V I E W,串口通讯,数组转换 [中图分类号]T M 461;T N 713+.7 [文献标识码]A [文章编号]1672-1292(2010)03-0007-04 D a t a A c q u i s i t i o n a n dS i g n a l P r o c e s s i n g S y s t e m B a s e do nL a b V I E W D u J u a n 1,Q i u X i a o h u i 1,Z h a o Y a n g 2,Y a n We i 2,Mi a o F e i 1 (1.C o l l e g e o f C o m m u n i c a t i o na n dI n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g ,N a n j i n g U n i v e r s i t y o f P o s t a n dC o m m u n i c a t i o n s ,N a n j i n g 210003,C h i n a ; 2.S c h o o l o f E l e c t r i c a l a n dA u t o m a t i o nE n g i n e e r i n g ,N a n j i n g N o r m a l U n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210042,C h i n a )A b s t r a c t :L a b V I E W i s i n t r o d u c e di n t h i s p a p e r a s a k i n d o f m o s t r e p r e s e n t a t i v e g r a p h i c a l p r o g r a m m i n g p l a t f o r m s i n V i r - t u a l i n s t r u m e n t f i e l d ,a n dr e a l i z i n g d a t a a c q u i s i t i o n b a s e do n L a b V I E W p r o g r a m m i n g e n v i r o n m e n t i s s t u d i e d ,t h e n a d e - s i r e m e t h o d o f D a t a a c q u i s i t i o n a n dS i g n a l p r o c e s s i n g s y s t e m u s e dE M I n o i s e a n a l y z e r a s t h en e x t b i t m a c h i n e b a s e d o n l a b v i e w 8.5i s i n t r o d u c e d .T h es y s t e m r e a l i z e dR S 232s e r i a l c o m m u n i c a t i o n ,a r r a yc o n v e r s i o na n ds p e c t r a l a n a l y s i s f u n c t i o n s .T h e r e s u l t s h o w s t h a t t h e s y s t e m d e s i g n e d b y t h i s m e t h o d h a s a s i m p l e a n df r i e n d l y i n t e r f a c e ,a n d t h a t u s e r s c a n d o e v e r y o p e r a t i o na n do b s e r v a t i o n i n t h e f r o n t p a n e l d i r e c t l y .T h i s s c h e m e r e d u c e s t h e c a l c u l a t i o n p r o c e d u r e e f f e c - t i v e l y a n d s a v e t i m e ,a c h i e v e s t h e r e a l -t i m e a n d e r r o r -f r e e c o l l e c t e d t h e d a t a i n t e g r i t i l y . K e yw o r d s :l a b v i e w ,s e r i a l c o m m u n i c a t i o n ,a r r a y c o n v e r s i o n 收稿日期:2010-06-02. 基金项目:中国博士后基金(20080431126)、毫米波国家重点实验室开放基金(K 200903)、江苏省博士后基金(0702033B )、江苏省自然科 学基金(B K 2008429). 通讯联系人:邱晓晖,博士,副教授,研究方向:现代信号处理.E -m a i l :q i u x h @n j u p t .e d u .c n L a b V I E W (L a b o r a t o r y V i r t u a l I n s t r u m e n t E n g i n e e r i n g W o r k b e n c h )是基于图形编译G (G r a p h i c s )语言的虚拟仪器软件开发平台,具有数据采集、数据分析、信号发生、信号处理、输入输出控制等功能,是公认的标准数据采集和仪器控制软件.在L a b v i e w 环境下开发的应用程序称为V I (V i r t u a l I n s t r u m e n t ).一个完整的L a b V I E W 程序主要由前面板、程序框图和图标/连接端口3部分组成[1],前面板是交互式图形化用户界面,用于设置输入数值和观察输出量;程序框图是定义V I 功能的图形化源代码,包括前面板上没有但编程必须有的对象,如函数、结构和连线等,利用图形语言对前面板的控制量和指示量进行控制;图标/连接端口是用于把程序定义成一个子程序,以便在其他程序中加以调用.L a b V I E W 中自带450多个内置函数,专门用于从采集到的数据中挖掘有用的信息,用于分析测量数据及处理信号. 1 系统硬件结构部分 传导电磁干扰综合测量与分析系统可以对被测设备进行噪声诊断与抑制,包括硬件部分和软件部分[2,3].硬件部分的原理图如图1所示.系统硬件又分为模拟部分和数字部分,模拟部分由中心控制模块、第10卷第3期2010年9月 南京师范大学学报(工程技术版)J O U R N A LO FN A N J I N GN O R M A LU N I V E R S I T Y (E N G I N E E R I N GA N DT E C H N O L O G YE D I T I O N ) V o l .10N o .3S e p t ,2010
信号采集与回放系统 技术报告 电信082班084775240 周霞 （合作者：电信082班084775228 吴迪） 指导教师：倪海燕 2010-5-27
摘要：本设计通过A/D转换和D/A转换实现输入信号与输出信号的变化。通过实验箱上的模式3的ADC输入正弦波信号，设计按键选择，有3种模式分别是直接回放，单次回放，循环回放和定点回放。 关键字：信号回放模式选择 一、实验要求 1. 实现输入，存储，回放信号 2. 回放模式选择（直接回放，单次波形回放，循环回放，分段存储定点回放等） 二、总原理图 三、系统总体方案设计 根据实验要求，TLC5510A 是采样率最高为20MHz的8位并行高速ADC ，FPGA的PIO48输出信号控制ADC1的输出使能信号OE（低电平有效）；PIO15为转换时钟信号CLK；AD转换结果送至PIO16~PIO23，并且同时显示在数码管1和数码管2上。ADC的模拟信号输入端在实验箱的左侧，允许输入0~5V的信号。 转换关系：DATA=255×Ain/5
数据从采集到转换结束需要两个半时钟周期 四、软件电路的设计 4.1控制器的设计 用VHDL语言编写控制器的程序，要有读写使能和模式选择。用choose[2]的四个状态分别表示直接回放，单次回放，循环回放和定点回放。 程序如下： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity control is port ( clk:in std_logic; --时钟 writ:in std_logic; --读写使能 en:in std_logic; --使能 choose:in std_logic_vector(1 downto 0); --模式选择 ch:in std_logic_vector(1 downto 0); --阶段选择 enout:out std_logic; --读写使能输出 adr:out std_logic_vector(9 downto 0) ); --地址 end entity control; architecture behave of control is signal count1:std_logic_vector(9 downto 0); signal count11:std_logic_vector(9 downto 0); signal count2:std_logic_vector(9 downto 0); signal count22:std_logic_vector(9 downto 0); begin process(writ,en,ch,choose) begin if(en='1')then count1<="0000000000";count11<="0000000000"; count2<="0000000000";count22<="0000000000"; elsif (clk'event and clk='1')then if(choose="01")then ---- 单次回放
《信号采集与处理》 学院：信息科学与工程学院 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
1 绪论 随着计算机技术的发展，数据采集系统的应用也日益广泛。数据采集是工业控制系统中至关重要的一个环节，在生产过程中，往往需要随时检测各个环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某个检测点的任意参数进行随机查询，将所得到的检测结果提取出来以便进行比较做出决策，调整控制方案。此外，在科研过程中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据的重要手段之一。 数据采集系统用于将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号，该系统的目的是便于对一些物理量进行监视、控制。即将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作。换言之，其主要功能就是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 数据采集系统性能的好坏，主要取决于它的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度，以满足实时采集、实时处理和实时控制的要求。 随着数字化进程的加快，工业生产和科学研究等各个领域对数据采集提出了更高的要求。数据采集作为信息处理系统的最前端，从广义上讲，主要包括以下几个方面：数据的采集、数据的存储、数据的初步处理等，并且一般需要通过PC接口总线将数据送入计算机，根据不同的需要进行相应的算法处理。简言之，数据采集系统的主要任务就是把输入的模拟信号转换成数字信号，并对其进行处理，为进一步操作做准备。 2 交流信号采集与处理 在电力系统监控系统中，对发电厂、变电站、母线、输电线路等回路的电流都应该加以测量。一般这些线路上的电流都很大，不可能直接进行测量，因此先用电流互感器（TA）将大电流转换为小电流，而交流电流变送器捷成TA 的负载。图1为电流变送器与电流互感器的连接。
波形采集储存与回放系统毕业论文 目录 第一章方案设计与论证 (1) 1.1要求 (1) 1.1.1基本要求 (1) 1.1.2发挥部分 (2) 1.3方案论证 (2) 1.3.3方案一 (2) 1.3.4方案二 (2) 1.3.5方案三 (3) 第二章理论分析与计算 (4) 2.1主芯片分析 (4) 2.2 ADC12模块 (5) 2.3扫描速度与采样频率的关系 (5) 2.4信号采样技术的基本原理 (5) 2.4.1实时采样 (5) 2.4.2顺序采样 (6) 2.4.3随机采样 (6) 第三章系统设计与框图 (7)
3.1输入输出电路 (8) 3.1.1 A路输入 (8) 3.1.2 A路输出 (8) 3.1.3 B路输入 (9) 3.1.4 B路输出 (9) 3.2电源电路 (10) 3.3 MSP430F1479最小系统 (10) 3.4显示与控制模块 (11) 3.5掉电保护电路控制 (12) 第四章软件设计 (13) 第五章系统测试 (14) 5.1测试仪器 (14) 5.2输入阻抗 (14) 5.3测试方案 (14) 5.3.1基本要求测试 (14) 5.3.2发挥部分测试 (15) 第六章实验结果分析与讨论 (16) 6.1实验结果 (16) 第七章结论及意义 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20) 附录 (21)
第一章方案设计与论证 设计并制作一个波形采集、存储与回放系统，示意图如图 1 所示。该系统能同时采集两 路周期信号波形，要求系统断电恢复后，能连续回放已采集的信号，显示在示波器上 1.1要求 1.1.1基本要求 （1）能完成对 A 通道单极性信号（高电平约 4V、低电平接近 0V）、频率约 1kHz 信号 的采集、存储与连续回放。要求系统输入阻抗不小于10 k?，输出阻抗不大于1k?。（2）采集、回放时能测量并显示信号的高电平、低电平和信号的周期。原信号与回放 信号电平之差的绝对值≤50 mV，周期之差的绝对值≤5%。 （3）系统功耗≤50mW，尽量降低系统功耗，系统不允许使用电池。
音频信号采样与处理系统方案设计 姓名：杨宁 学号： 14020181051 专业：电子信息工程 学院：电子工程学院 指导老师：那彦
目录 第1章理论依据2 1.1音频信号的介绍2 1.2采样频率2 1.1 TMS320VC5402介绍2 1.2 TLC320AD50介绍 6 第2章系统方案设计8 2.1 DSP核心模块的设计8 2.2 A/D转换模块9 第3章硬件设计10 3.1 DSP芯片10 3.2 电源设计10 3.3复位电路设计11 3.4 时钟电路设计12 3.5 程序存储器扩展设计12 3.6数据存储器扩展设计13 3.7 JTAG接口设计13 3.8 A/D接口电路设计14 第4章软件设计15 第5章总结17 参考文献18 致谢19 附录20
摘要 在研究数字信号处理的基础上，提出了一个基于DSP TMS320VC5402和A/D转换芯片TLC320AD50的音频信号采集系统的设计。给出了该系统的总体设计方案，具体硬件电路,包括系统电源设计、复位电路设计、时钟电路设计、存储器设计、A/D接口电路设计、JTAG接口设计、DSP与A/D芯片的连接等，以及软件流程图。 关键词：音频信号数据采集DSP TLC320AD50 ABSTRACT On the basis of studying digital signal processing, The design of A audio signal acquisition system based on DSP TMS320VC5402 and A/D conversion chip TLC320AD50 is proposed. Overall design scheme of the system is given, and the specific hardware circuit, including the system power supply design, design of reset circuit, clock circuit design, design of memory, A/D interface circuit, JTAG interface, DSP and the connection of A/D chip, and software flow chart. Key words: audio signal data collection DSP TLC320AD50
宽带中频信号采集与处理 技术的研究 Prepared on 24 November 2020
廊坊师范学院 本科生毕业论文 题目：宽带中频信号采集与处理技术的研究 学生姓名： 指导教师： 二级学院： 专业： 年级： 学号： 完成日期：2014年1月15日 目录 摘要、关键词 (3) 第一章绪论 (4) 引言 (5) 本文研究的课题背景 (5) 本文研究的主要内容 (6) 第二章宽带中频信号采样方法研究 (7) .宽带中频信号采集与处理技术介绍 (7) .宽带中频信号采集与处理设计原理 (7) 模拟正交采样 (9) 带通采样 (10) 第三章宽带中频信号处理技术的研究 (12) 宽带中频信号接收机 (12) 频带分割滤波器的优化设计 (15)
致谢 (20) 参考文献............................................................ 摘要 现代无线通信系统中，大量实时信号的传输需求对数据采集系统提出了高速率的要求，宽带采集技术是解决高速率的一个有效途径，随着软件无线电的发展趋势，需要对中频信号乃至射频信号进行采样处理，发展到目前，宽带中频信号采集与处理系统满足需求。宽带中频信号采集系统采集的对象为速度较高的中频信号，则要求采集系统有足够宽的带宽以容纳高速信号，而宽带宽会带来噪声谐波等影响，给设计带来困难。本文针对宽带中频信号采集与处理系统中的问题，首先从采样原理出发，分析采样原理在带通信号采集系统中的应用方式，结合ADC分类具体分析常用ADC—连续逼近型((SAR) ADC, FLASH型(也叫并联比)ADC、流水线型(Pipeline) ADC及E一△型ADC—特性，选取peline型AD9640作为模数转换电路的核心器件。通过研究模拟前端输入匹配条件，选取变压器为输入信号由单端信号转为差分信号的转换器;综合考虑电路时钟需求，分析时钟误差影响，计算时钟抖动范围;隔离电源、地噪声;以及考虑在PCB板上器件位置布局、相互影响和考虑高速信号布线规则分析及模数混合设计注意事项;尤其注意对保证宽带信号采集系统质量上起重要作用的抗混迭滤波器，并进行了更细致的研究。最后对设计中的不足给出了关键技术的优化分析设计。 关键字:宽带;中频;数据采集;抗混叠滤波;模数转换器 第1章绪论 .引言 在通信、雷达、电子战接收机等现代通信系统中，要求传输的信息量远远超 出了一般信息处理器的容量，如在通信系统中，全球范围内的无线通信技术由原 来的2GHz或为核心的技术正在向以3 GHz或4GHz为核心的技术演变; 而在雷达通信系统中，工作频率则更是提高到了2GHz到1 OOGHz范围内，常用 的雷达信号频率也达到了2GHz到18GHz高频率范围内。这样宽的带宽对信号 采集、处理系统的处理速度和精度提出了更高的要求，宽带中频信号采集技术的 出现，符合这一发展趋势的需求，很快受到人们的关注。宽带为瞬间捕获大量信 息提供了可能，缩短了响应时间。随着软件无线电思想的提出，一方面拓宽了数
无线视频信号采集系统设计 摘要：无线视频采集系统由无线摄像头采集视频信息并发射一定频率的无线信号，发送出的无线模拟信号由无线信号接收器接收，通过视频连接线把信号送到USB视频采集卡EASYCAP中，视频采集卡把送入的模拟信号转换成数字信号送到连接的计算机中，实现无线视频的采集和通过软件在计算机中对信号进行处理。 关键词：无线视频信号采集VC++ VFW 截图录像 中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0028-03 随着社会的不断进步，各领域得到了迅速的发展，机械化、自动化已经成为了现代生产生活的主流生产方式，这样就对监控系统有了一个更高更成熟的要求，需要有一套方便可靠的视频采集系统作为监控系统的平台。视频采集系统分为有线视频传输网络和无线视频传输网络，在特殊工作环境越来越占据我们大部分工作的今天，周边的工作环境不允许使用有线网络，并且还带来了高建设、和高维修的费用，所以无线视频信号的采集系统已经变成国际上重点的研究和发展方向。无线视频采集系统可以运用在工厂，用于监控自动化高的生产设备，也可以装载到机器人中完成特殊的任
务，比如排爆机器人，降低人员的伤亡。 现在对无线信号的采集和处理主要通过视频采集卡进行采集，有一些公司生产的采集卡提供第三方的软件开发包（SDK）这样便于用户进行第二次开发。在监视计算机方面主要使用VC++，VB等开发软件进行监视界面的开发，但是总体比起来VC++在视频处理上比VB较为成熟，利用VC++中的VFW视频开发包对视频采集卡采集回来的视频信号进行处理。 1 视频信号采集系统组成 该系统的组成大致分为硬件和软件部分，该文对软件部分的设计和开发做着重的介绍，软件部分则利用VC++6.0为软件开发平台。 1.1 硬件部分 硬件部分由无线摄像头、摄像头信号接收器和USB视频采集卡三部分组成。硬件连接如图1所示。 USB视频采集卡工作原理。 该次视频采集系统采用的是EASYCAP的USB视频采集卡，视频采集卡是我们进行视频处理必不可少的硬件设备，无线摄像头发送的和无线信号接收器接收的信号是连续的模拟信号，但是计算机却不会识别模拟信号，计算机只识别0或1这样的二进制码，这样就需要一个像本系统中的USB视频采集卡把无线视频接收器采集到的模拟信号进行
波形采集、存储与回放系统设计 摘要 本系统由CORTEX-M3系列TI公司生产的LM3S2948芯片做系统的CPU，CPU控制A/D 转换芯片对输入信号进行采样，转换成数字信号存入存储芯片中。在需要读取时，CPU读取存储芯片中的数据，然后通过D/A转换器将数字信号转换成近似模拟信号，通过低通滤波器将这个近似的模拟信号中的高频率成分滤除，这样就得到了一个模拟信号，最后输出，通过示波器显示。这样就实现了信号的存储和回放。 关键字：A/D转换；D/A转换；信号；存储；回放
目录 一、绪论 (1) 1.课题设计的目的与意义 (1) 2.课题的现状及发展趋势 (1) 二、系统方案的选取与论证 (1) 1.CPU的选取 (1) 2.A/D转换器的选取 (2) 3.显示模块的选择 (2) 4.存储模块的选择 (2) 三、总系统方案设计 (3) 四、理论的分析与计算 (4) 1.A/D转换器的选取 (4) 2.D/A转换器的选取 (4) 五、电路设计与程序设计 (5) 1.电路设计 (5) （1）前级输入的设计 (5) （2）过零比较器电路的设计 (7) （3）低通滤波和差损补偿电路设计 (7) 2.程序设计 (8) （1）流程图 (8) （2）系统软件代码见附录2 (9) 六、测试方案与测试结果 (9) 1.原信号与回放信号的电平 (9) 2.原信号与回放信号的周期 (9) 3.系统的功耗测量 (9) 七、总结 (10) 八、致谢 (10) 九、参考文献 (11)
一、绪论 1.课题设计的目的与意义 在电子领域中，对电路的数据采集、处理以及存储尤为重要，它可以实时反映电路的运行状态，便于我们更好的研究电路、观测电路。数据采集是生产研发中的重要阶段，它是工程完成的前提，只有可靠的采集到相关的数据才能确定工程的发展方向，为项目研发定下目标。波形，则是数据采集中直观的体现。采集完成后还需要进行回放，才能对采集的数据进行系统合理的分析，为工程的发展提供可靠的数据支持。 波形在采集过程中，应该尽肯能避免失真。如果不能确保回放波形和被采集波形的一致性，那么采集便变得没有任何的实际意义了。而且，要实现系统的多路采集，和低功耗的采集设备，那么目前能满足此类条件的产品价格非常昂贵提高了工程的预算，要怎么样才能做到既符合我们的要求，又要低功耗低成本呢？这就是我们研究此项目的目的所在。 2.课题的现状及发展趋势 随着电子技术，尤其是军事电子技术革新带来的新体制武器装备的发展与应用，电子信号频率上限、信号带宽和调制带宽不断拓展，调制种类不断增加，波形任意化程度加剧，频率分辨力和捷变速度大幅提高。这一信号日益复杂化的趋势，对作为电子测试领域两大根本-信号产生与获取技术，提出了新的挑战。 以高速数字采样为核心的时域测试正在成为现代电子测试技术的主流方向，波形产生与获取技术也不例外。 二、系统方案的选取与论证 1.CPU的选取 方案一：采用51系列单片机，技术成熟，调试方便，价格便宜。但由于系统用到A/D、D/A、显示、存储、键盘等部分，这就要求单片机除了完成基本的处理分析外，还需要完成信号的采集、存储、显示等操作。另外，系统对CPU速度的要求很高，51系列的单片机很难满足设计要求，而且I/O口较少，增加了设计的难度，不利于整个系统的设计。 方案二：使用ARM嵌入式CPU，作为系统的控制级核心，虽然是嵌入式的芯片，但是我们单纯的将其作为单片机来使用，不嵌入系统，效果很突出，它不仅运算速度快，而且I/O资源丰富，内部集成了很多功能，使用效果突出。对于多路控制，高速处理的设计，具有一定的优势。而且，它编程函数模块化，简化了编程的复杂程度，而且可靠性高。 方案论证：对于以上的方案，综合设计题目的要求，我们选取一个编程方便，运算速
项目六语音信号采集与回放系统 指导老师：xxxxx 队员及年级：xxxxxxxx 院系：长沙航空职业技术学院电子电气工程系 摘要：本系统以C8051F120为核心，扩展两片62256作为RAM存储器，利用PCM编码对数据进行压缩以及回放，尽量的延长录音时
间。前级使用反向放大器、带通滤波器对信号进行处理，以提高信号存储质量。后级使用带通滤波器、功率放大器使信号噪声减小提高了放音的质量。整机可以实现设计所要求的语音采集以及回放功能，并能达到较高的功能指标。语音存储与回放系统比较重要的两个指标是语音的最大录制时间和语音回放的质量。整个系统在设计中注意低功耗处理和力求高性价比等细节，电路结构简单，可靠性能高，无论在结构和技术上都具有较好的科学性。 关键词：C8051F120 带通滤波62256
目录 第一部分：方案论证与选择 ......................................................................................... - 2 - 1.1总体设计框图 .................................................................................................. - 2 - 1.2放大级............................................................................................................. - 2 - 1.3带通滤波 ......................................................................................................... - 2 - 1.4存储器............................................................................................................. - 3 - 1.5模数、数模转换............................................................................................... - 3 - 1.6功放芯片 ......................................................................................................... - 3 - 第二部分单元模块电路............................................................................................. - 3 - 2.1 C8051F120单片机 ........................................................................................... - 3 - 2.2语音接收及放大电路........................................................................................ - 4 - 2.3 带通滤波器电路.............................................................................................. - 4 - 2.5功放电路 ......................................................................................................... - 6 - 2.6 电源、按键及显示电路 ................................................................................... - 6 - 第三部分软件设计...................................................................................................... - 7 - 3.1程序流程图...................................................................................................... - 7 - 3.2 A/D,D/A转换................................................................................................ - 8 - 3.3 存储控制 ........................................................................................................ - 8 - 第四部分：系统调试.................................................................................................... - 8 - 4.1声音输入与输出调试............................................................................................... - 8 - 附录1 原理图.............................................................................................................. - 9 - 附录2 PCB板图......................................................................................................... - 13 - 附录3 元件清单 ........................................................................................................ - 14 - 附录3 组员分工情况 ................................................................................................. - 15 -