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微弱信号多通道高精度数据采集系统

更新时间：2020-03-13 22:23:38 大小：7M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：数据采集系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

在对宏观和微观世界的研究过程中，人们常需要检测一些极其微弱的信号。随着微弱信号检测理论研究和应用的不断深入，这些微弱信号可以通过传感器采集，但仍存在着诸多干扰的因素，例如运放电路的固有噪声、传感器的本底噪声等，这些都对微弱信号的检测和处理设备提出了更高的要求。如何从较强的干扰中提取有用信号，或者探索一些新技术来提高检测系统在信号输出时的信噪比，从而达到对微弱信号实时、准确的检测和分析是一个十分有意义的课题。

本文作者经过方案论证，总体设计，硬件开发，软件开发，系统调试五个阶段，研究并设计了一个基于单片机的多通道微弱信号采集系统。采集的数据可实时地送到计算机进行显示、处理和分析。该系统主要由前端信号调理、单片机、上位机人机界面三部分组成。

1.前端信号调理部分包括前端低噪声放大、有源滤波、程控放大和多路复用。低噪声放大环节对有用的信号进行提取和放大，同时抑制一部分信号噪声，为系统提供一定信噪比的信号；有源滤波进一步有效的滤除外带的噪声，方便上位机的数据处理和分析：程控放大可以自动的根据信号的大小调整系统的增益，从而使得系统能够接收比较大的信号动态范围；多路复用采用模拟开关进行切换，用一个ADC对多路信号进行分时采集，实现了系统的多通道数据处理。信号模数转换采用单片机C8051F060集成的1Msps，16位分辨率的A/D转换器。另外，为了使得系统更加可靠，在信号调理之外加了一个过压检测以及保护电路，能够防止系统工作的过程中，输入过载信号导致A/D转换器烧坏。整个硬件电路的设计过程中，在理论计算的基础上采用了电路仿真软件Multisim进行仿真。

2.单片机部分在该系统中起到关键的纽带作用，它负责控制前端信号增益、选通多路模拟开关、驱动A/D、以及和上位机的串口数据通信，很好地连接了前端的信号采集和后端的上位机数据处理。

3.上位机人机界面采用了NI公司的虚拟仪器LabVIEW进行编程，图形化的界面，友好的实现了人机交互，实现对数据的实时波形显示、存储以及进行频谱分析等数据处理。

本文对微弱信号多通道采集系统的软硬件调试以及结果做了详细的阐述，并测试了系统的指标。设计开发的微弱信号采集系统，具有低功耗、低成本、多通道、高精...