吴锦峰[1]2004年在《便携式实时信号分析系统的研究》文中进行了进一步梳理针对国内实时信号分析系统的系统设计上存在的不足，本文设计了一个基于DSP，FPGA和USB2.0总线的实时信号分析系统。 第一章首先综述了动态信号分析技术的发展和国内外的现状，并且介绍了一些相关的技术领域：DSP器件和技术、可编程逻辑器件和PC接口总线。 第二章具体阐述了实时信号分析系统的理论基础，分析了系统整体设计，并和其他的信号分析系统的方案比较，给出了一个具体的实现方案。 第叁章详细讨论了整个系统的硬件设计和实现。主要介绍了实时采集部分，实时处理部分和实时传输部分的硬件设计。 第四章实时处理软件的设计。重点在于介绍FPGA的设计和DSP的设计。并对这两个器件在实时性上作了比较。 第五章讨论了实时通讯软件的设计，主要是USB的程序的设计。 第六章总结了以上的工作，并且结合国内外的实时信号分析系统的发展趋势提出了设想和展望。
郭楹[2]2008年在《基于TMS320C6416的动态信号分析模块设计》文中提出动态信号分析是现代机械系统、控制系统、电力系统等多领域的一种快速测试分析方法,它在设定的时间范围内,对被测信号采样、变换、数据处理,通过实时获取系统的动态参数,并利用DSP对参数进行实时处理,然后将处理结果以波形等形式显示出来,从而可以直观的反映系统的运行状态,方便故障的诊断处理。本文在分析国内外动态分析仪器发展现状的基础上,结合项目研发任务的要求,采用“AD+ FPGA+DSP”的系统方案,实现动态分析模块的硬件设计和软件设计。针对系统方案,采用最高采样频率为100MHz的AD9446进行采样,可实现对数据高速采集数据采集;采用SPARTAN-3E FPGA,其内部的Block Ram及Distribute Ram可以配置为大小不同的各种类型的存储器,可以实现对采集数据的缓冲、传输控制以及平均等预处理;采用主频高达1GHzTMS320C6416 DSP可实现离散傅立叶变换、功率谱分析、相关函数、数字滤波算法的高速运算及容量达256MB的数据存储。针对动态信号分析模块,采用TMS320C6416设计并实现了其硬件平台。实现了FPGA的FIFO与DSP的无缝连接。为了正确判断系统DSP部分功能工作是否正常,设计一种用AVR单片机模拟FPGA的FIFO调试方式,完成AVR单片机通过EMIF口与DSP进行握手的软硬件设计。针对动态信号分析模块,实现了fft、功率谱分析、相关分析及数字滤波软件模块。采用平均周期加窗算法实现了功率谱分析、相关分析;利用CCS和MATLAB的无缝接口实现了FIR滤波器的设计。利用MATLAB的强大仿真功能对上述算法对具体信号的运算结果进行验证,结果表明,算法满足系统的要求。
邵姗姗[3]2007年在《基于DSP的动态信号分析仪的研究与开发》文中研究指明本文的主要工作是研究和开发了一种基于数字信号处理器(DSP)的新一代动态信号分析仪。通过DS P应用系统程序设计、数字信号处理算法程序设计、复杂可编程逻辑器件(CPLD)译码和分频程序设计,完成了对四路模拟信号的实时采样,实现了基本的数字信号分析功能。具体研究内容如下:对高性能的DSP芯片TMS320C6713进行了深入的研究,使用DSP/BIOS工具对DSP的片内存储器、扩展的直接存储器访问(EDMA)、多通道缓冲串口(McBSP)等硬件进行配置,用锁相环技术提高DSP以及外围设备的工作时钟,在线的情况下通过编程对系统的工作时钟进行控制。设计了串行的24位Σ-Δ型模数转换芯片ADS1271分别在帧同步和SPI串行接口方式下与TMS320C6713提供的外围设备McBSP的接口控制程序,实现了模数转换器和DSP的串行通信。采用了EDMA实现数据搬移,通过USB2.0与上位机通信,用硬件中断管理解决了中断嵌套的问题,以及CPLD程序设计实现译码和分频功能。在DSP芯片内实现了数字信号处理的一些基本的算法,可以作快速傅立叶变换(FFT)、加窗、功率谱估计、有限脉冲响应(FIR)低通滤波器、抽取的基本运算。详细叙述了频谱细化(ZOOMFFT)算法实现的具体步骤,数值仿真设计了频率间隔较小的信号,通过ZOOMFFT技术,使信号频域分辨率得到提高,将显示不出的信号频率内容分辨出来。
钱曙光[4]2003年在《基于DSP的USB口数据分析系统研究与实现》文中指出在面向大型机电设备状态监测与故障诊断的嵌入式智能仪器开发的国家863专题研究项目背景下，根据信号分析技术的特点和发展要求，本文结合DSP、USB与EDA技术提出了基于DSP的USB口实时动态信号分析系统。论述了系统的软硬件实现，尤其重点详细描述了基于USB技术的通信模块的实现。 论文第一章阐述了信号分析系统的研究背景，把握了论文研究的内容和重点。 第二章主要研究基于DSP的USB口实时动态信号分析系统的相关技术，包括信号分析技术、DSP、EDA、USB技术。 第叁章就该系统整体设计阶段的的主要问题进行了深入分析，包括驱动程序开发和芯片接口技术。 第四章则详述了系统硬件构成与实现，包括系统硬件实现框架，并对其中涉及到的技术问题进行了探讨。 第五章以EZ-USB AN2131CHIP和TMS540VC33 DSP CHIP为基础，详细描述实现USB通信和DSP算法的软件系统的构建，完成了采集处理系统与PC机间进行基于USB数据传输的驱动程序。 第六章对全文进行了简明的总结，并对未来该领域的研究进行了展望。
房旺[5]2003年在《动态信号分析软件平台开发与研究》文中研究表明针对国内传统的动态信号分析系统在分析软件上存在的问题，并结合传统的软件开发模式所带来的不足之处，本文系统地综述了面向对象设计思想在信号分析软件中的应用并深入的研究了Microsoft多线程编程技术和组件应用技术，在此基础上实现了动态信号分析系统软件平台。 论文第一章阐述了信号分析技术和系统的现状与发展，以及国内信号分析系统软件的现状和不足，给出了论文的主要研究背景，并介绍了本论文的主要内容。 第二章主要研究了动态信号分析系统软件的关键技术：数字信号分析技术、面向对象程序设计、多线程程序设计和COM技术。 第叁章全面介绍动态信号分析系统的硬件结构和软件结构及软件的具体实现。包括信号分析软件跨平台、共享性研究，软件系统的构建，丰富显示功能及调用Word的COM接口等研究。 第四章以液压计算机辅助测试系统为列，讲述了如何在信号分析软件平台的基础上实现其它具体的信号分析系统。 第五章对全文进行简要的总结，并对未来该领域的研究进行了展望。
唐陆正[6]2016年在《4通道动态信号分析仪信号通道及处理载板设计》文中提出动态信号分析仪作为常规信号、机械故障诊断、模态分析、电子设计以及声学测试的主要工具,其是常规信号分析、旋转机械分析、机械故障诊断、模型分析、结构分析、电子设计和声学测试等方面的重要工具,其把信号产生、信号采集、信号处理和信号显示融为一体,其能够提供测试信号在时域、频域和幅值域内分析。动态信号分析仪具有动态范围大、采样精度高和多通道多仪器模式的分析特点。本文主要阐述了四通道便携式动态信号分析仪的信号输入调理通道、内置信号源和DSP系统的设计与实现。主要的研究内容有:(一)为了实现对幅度范围是-51d BVrms~+25d BVrms输入信号的调理,本设计采用了无源衰减、固定增益和程控增益对信号进行多级调节;为了实现动态范围大于90d B的信号的调理与量化采样,采用了抗混迭滤波器的带外信号抑制特性和∑-ΔADC的过采样特性。最后讨论了四通道同时采集电路设计和多通道一致性以及提高通道隔离度的方法。(二)首先从分析内置信号源的需求入手,完成了芯片的选择和信号源电路设计。为了实现信号源多种波形的产生和输出调节,采用了具有Σ-Δ结构的音频双输出芯片,信号输出通道采用了程控增益、程控衰减和偏置调节对信号进行调节。(叁)完成仪器主控系统中DSP系统的设计。首先介绍了DSP系统通信与控制接口,然后完成DSP系统对仪器多通道多模式的控制,最后完成DSP系统的上电自启动设计和内存管理方案。最后,通过对仪器调试,信号输入调理通道能实现大幅度和大动态信号调节,信号源能完成多种类型信号的产生和控制。通过验证通道一致性、隔离度和信号源输出信号幅度计指标。验证了论文的设计方案达到了预期的目标。
吴京其[7]2003年在《基于DSP的动态信号分析系统的研究》文中指出针对国内传统的动态信号分析系统在软硬件上存在的不足，本文设计了一个基于DSP器件和PCI接口的动态信号分析系统。 第一章首先综述了动态信号分析技术的发展和国内外的现状，并且介绍了一些相关的领域：DSP器件的发展、PCI总线规范和WDM驱动程序规范。 第二章中具体阐述了整个动态信号分析系统的理论基础，分析了系统的整体设计，并给出了一个具体的实现方案。 第叁章详细讨论了PCI接口数据通信的设计和实现。主要介绍了PCI9054芯片的特性及它于其他外部器件的接口设计。 第四章针对PCI板卡设计了相应的WDM驱动程序。重点在于WDM驱动规范的简介和其中关键功能的实现。 第五章主要是关于上层应用软件的设计和实现，同时结合两个实际的课题，将动态信号分析系统应用于实际。 第六章总结了以上的工作，并且结合国内外的发展趋势提出了自己的设想和展望。
姚君[8]2010年在《基于数字信号处理功能实现的动态探针研制》文中进行了进一步梳理叶轮机械内部流动规律(损失与稳定性)研究一直是复杂流动科学问题探索的难点和热点问题,由于其内部流动具有强叁维、非定常、涡干涉、激波结构、流动失稳、强逆(顺)压梯度、动/静干涉等特点,在实验研究方面高频响测试技术就成了实验研究的主要依靠,为此,国际上一直将该项测试技术的研究列为重点课题,每年ASME流动与测试技术方面的研究工作都囊括了这方面研究进展。以气动多孔探头与微型压力传感器为基础的高频响测试技术是进行叶片式转动机械实验研究的主要测试手段,一直是内部流动测试技术研究的国际热点问题。本文从交叉学科的角度出发,尝试采用DSP(数字信号处理)与高频响测试技术的融合,试图将零点漂移、线性度修整、动态海量测试数据储存、增益范围可调、先进数据处理方法集为一体,实现高频响测试(总压、静压、马赫数、速度方向)的系统化、智能化、和便捷化。同时针对其测量精度、测量范围、频响、对流场影响等开展工作。这一研究有望能从另一个侧面提升叶轮机械内部流动测试技术的水平。为实现上述研究目的,本文工作主要包括：(1)完成探针设计、制造及标定,测量动态频响；(2)进行数值计算,研究探针阻塞效应对流场影响；(3)利用DSP数字信号处理装置实现测量系统化、智能化、便捷化；(4)在低速压气机试验台和平面叶栅试验台进行测量,并与其他测量系统比较。结果表明：探针标定结果具有良好的测量精度和频响(11.5kHz)；探针对测量通道产生阻塞效果,影响流量分布,压力系数产生角度偏移；引入DSP实现线性度休整、零点漂移、增益设置、在线数据处理、海量数据储存；实验测量结果具有较高精度。
金程[9]2007年在《基于DSP的实时互谱声强测量系统的研究》文中进行了进一步梳理相对于成熟的声压测量技术，声强测量技术还是一门年轻的声学测量手段。声强的定义为声波传播过程中空间单位面积上传输的声功率，它的指向是声传播的方向。对于一个声源，只要将其包络面上的声强矢量作积分，就可以求出被围声源的声功率，而测量区域之外的干扰噪声得以抵消，因此可以在普通环境下能准确地测定声源声功率。利用声强包含的方向信息，可以很容易地鉴别声源和研究声能的分布与传播。声强测量技术已经在测定声功率、主要噪声源识别、测定材料的声学特性等方面发挥了非常重要的作用。因此研究声强测量理论，并在此基础上开发一套适合我国国情的实时声强测量分析系统具有十分重要的意义。本课题综合比较了现有声强测量技术实现的各种方式的优缺点，创新地采用了基于声强探头、DSP多通道信号分析系统和PC机叁大部分组成的实时声强测量系统的硬件结构，双传声器探头用于获得两路声压信号，多通道DSP处理系统用于对声强数字信号的实时处理，包括FFT运算、声强倍频程谱计算、A计权声强谱计算等；PC机用于数据的存储、显示和一些后续的处理。硬件结构充分利用了DSP的快速计算能力和PC强大的图形显示能力，达到了最优化的目的。软件算法上，本课题在作FFT计算之前，把两个测量通道的声压数字量分别作为实部和虚部组合为一个复数，先对该复数作FFT计算，再从计算结果中分离得到两路声压谱，采用此方法只需通过一次频谱的变换计算和简单的加减运算就可以同时得到双传声器的声压数字谱，大大减少了计算量。误差补偿方面，课题采用几何平均声压代替通常的算术平均声压来计算双传声器法的声场声压值，这样不仅可以有效的减少声强测量中的高频误差，对有限差分误差起到了补偿作用，而且还大大减小了声压谱计算中的计算量。最后的实验证明，系统在声强测量的精度和实时性两方面均达到了设计要求。
刘颖杰[10]2014年在《动态信号分析仪的硬件设计》文中研究指明动态信号分析仪一直是噪声和振动分析、模态分析以及声学测试的主要测试仪器,广泛应用于航空航天、机械、环境和生物医疗等领域。动态信号分析仪把信号产生、信号采集、信号分析和处理等多种功能很好的融合在一起,能在时域、频域、幅值域上分析被测电信号所代表的物理量特征。论文首先介绍了动态信号分析仪的研究背景意义和国内外同类产品的发展状况,旨在设计一个具备高性能、大动态范围的实时动态信号分析仪,然后针对具体的性能指标进行了系统的需求分析,并根据需求分析提出了整机的硬件设计方案,论文接下来对系统各功能模块的硬件设计进行了详细的论述。整个系统包括动态信号输入调理模块、高精度采样及数据处理模块和激励信号源模块叁部分。动态信号输入调理模块主要完成对输入动态信号的预处理,为了在分析带宽内获得最佳的动态范围,在高精度模数转换之前需要对输入信号进行相关的处理;在高精度采样及数据处理模块中运用过采样原理,提出采用两片∑-ΔADC实现对动态信号的高精度采集,同时基于软线无线电理论,设计了一个高效的动态信号数据处理模块,实现了数据缓存、数字下变频和数字滤波等处理;在激励信号源电路中应用直接数字频率合成技术,设计实现了一个能产生多种常用波形信号的信号发生电路。论文通过对系统硬件电路的调试和整机指标的测试,基本实现了仪器高达625kSa/s的采样率,102.4kHz的频率范围以及100dB动态范围的指标要求,验证了各个模块方案的可行性及有效性。
参考文献：
[1]. 便携式实时信号分析系统的研究[D]. 吴锦峰. 浙江大学. 2004
[2]. 基于TMS320C6416的动态信号分析模块设计[D]. 郭楹. 西安电子科技大学. 2008
[3]. 基于DSP的动态信号分析仪的研究与开发[D]. 邵姗姗. 南京航空航天大学. 2007
[4]. 基于DSP的USB口数据分析系统研究与实现[D]. 钱曙光. 浙江大学. 2003
[5]. 动态信号分析软件平台开发与研究[D]. 房旺. 浙江大学. 2003
[6]. 4通道动态信号分析仪信号通道及处理载板设计[D]. 唐陆正. 电子科技大学. 2016
[7]. 基于DSP的动态信号分析系统的研究[D]. 吴京其. 浙江大学. 2003
[8]. 基于数字信号处理功能实现的动态探针研制[D]. 姚君. 中国科学院研究生院（工程热物理研究所）. 2010
[9]. 基于DSP的实时互谱声强测量系统的研究[D]. 金程. 浙江大学. 2007
[10]. 动态信号分析仪的硬件设计[D]. 刘颖杰. 电子科技大学. 2014