信号采集与分析系统的研究与开发

论文摘要

随着科学技术的进步,测试技术在生产和科学研究中的应用越来越广泛,测试技术成为信息领域的关键技术之一。计算机的快速发展和广泛应用以及数学方法的不断深入研究和改进,用计算机代替人力对信号的分析处理,在效率和精度上都得到了很大的提高,大大促进了数字信号处理的发展。本课题就是借助当前信号分析采集技术,利用RBH USB8301采集卡、VNA-8抗滤波放大器和计算机组成了一个信号采集和分析系统。该系统软件基于Windows系统利用VC++6.0进行开发,具有基本的信号处理功能,界面简洁,操作方便。该软件可以借助采集卡和放大器对各种传感器的信号进行采集。该系统设有八个通道,在采集过程中,可以单独使用某一个通道,也可以同时使用多个通道。采集结束后,可以显示信号波形,并可以用软件对各通道采集的时域信号进行自相关系数分析,互相关系数分析。并且借助离散傅立叶变换对数据进行幅值谱分析、自功率谱分析、互功率谱分析和频响函数分析等分析。这些分析的结果都在计算机中显示成波形,为从各个角度观察、分析信号带来了方便。另外,本系统还具有数据文件保存和读取功能,保证了本软件所采集信号可以在其他软件中分析。在采集前可以根据需要设置采样频率,把测试得到的模拟信号经过A/D转换,变成离散的时间序列。而且构成系统的各个设备都很轻便,可以方便的在工程现场使用,具有很高的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 信号分析系统
• 1.2 信号分析系统的发展现状
• 1.3 数字信号分析处理技术的发展现状
• 1.4 信号分析系统软件发展现状
• 1.5 本文的工作
• 第2章 信号分析理论及信号采集技术基础
• 2.1 信号概述及分类
• 2.2 数字信号处理基础技术
• 2.2.1 傅立叶变换
• 2.2.2 加窗
• 2.2.3 自相关和互相关
• 2.2.4 柱状图
• 2.2.5 线性频谱
• 2.2.6 功率谱
• 2.2.7 频率响应函数和相干函数
• 2.2.8 谱估计偏差
• 2.3 数据采集基本理论
• 2.3.1 数据采集系统的功能模块
• 2.3.2 数据采集系统的硬件特性
• 2.3.3 抽样定理
• 第3章 信号采集与分析系统实现的关键技术
• 3.1 面向对象的程序设计
• 3.1.1 面向对象程序设计概述
• 3.1.2 面向对象程序设计的方法
• 3.2 多线程程序设计
• 3.2.1 进程
• 3.2.2 线程
• 3.3 Visual c++及MFC技术
• 第4章 信号采集与分析系统的软件实现
• 4.1 信号分析软件运行环境
• 4.2 信号分析软件运行的硬件环境
• 4.2.1 采集卡的介绍
• 4.2.2 放大器介绍
• 4.2.3 采集方式介绍
• 4.3 信号分析软件的总体设计
• 4.4 用户界面设计
• 4.5 软件功能模块
• 4.5.1 文件操作实现
• 4.5.2 数据采集参数设置
• 4.5.3 数字信号分析和处理功能
• 4.5.4 波形显示和状态显示
• 4.5.5 光标显示
• 4.5.6 报表处理
• 第5章 信号采集与分析系统的功能测试
• 5.1 幅值谱
• 5.2 相关系数
• 5.3 功率谱
• 5.4 频响函数
• 第6章 总结与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢