1.求一篇关于脉搏计原理和设计的毕业论文 要求4000
摘 要 该论文研究了基于微机的脉搏信号实时采集系统。
研究工作的主要结果和创新点可归纳如下: (1)研究了PVDF压电脉搏传感器的设计。分析研究了PVDF压电薄膜的压电方程,推导出了压力与输出电荷的关系,在此基础上设计了电荷放大电路,并对电荷放大电路进行了线性化修正。
经过与电压放大电路比较发现,修正后的电荷放大电路性能稳定,灵敏度高。分析了脉搏测试中的各种噪声,并采取相应的措施加以滤除。
(2)设计了基于凌阳单片机的三路脉搏信号实时采集系统。该系统采集精度高,处理速度快,可实现单片机内数字滤波,并重点研究实现了单片机USB接口与PC机的通信,提高了数据传输速度,进一步抑制了噪声。
(3)利用小波变换提取了脉搏信号的特征值。分析了正常的人脉搏信号的小波域特征,发现脉搏信号的时域特点严格对应于其小波变换的过零点。
提出的过零点检测算法,较好解决了脉搏信号时域特征点参数多,分析复杂,误差较大的问题。提取了正常人脉搏信号的特征,以期为临床应用提供更易判断的依据。
本文的工作是对智能化测试脉搏信号的一次努力和尝试,无论是在传感器设计、信号传输,还是在脉搏信号处理上,都采用了比较独特的方法,为中医脉搏信号智能化测试研究提供了重要而具有指导意义的途径 关键词:脉搏信息 传感器设计 计算机辅助测试 信号处理 小波分析 摘 要 1 ABSTRACT 1 第一章 绪论 4 1.1课题研究的意义与作用 5 1. 2脉搏信号及脉图 6 1.2.1脉诊有关的概念 6 1.2.2脉搏信号的性质 6 第二章 PVDF脉搏传感器及其系统的研制 8 2.1引言 8 2.2设计原理 8 2.3信号调理电路 10 2.3.1线性电荷放大电路 10 2.3.2端频率选择电路和时间常数电路 14 2.3.3除噪设计 14 2.4实验与结果 15 2.4.1实验 15 2.4.2灵敏度测试[9] 16 第三章 基于凌阳单片机的脉搏信号采集处理系统设计 16 3.1凌阳单片机 16 3.2系统硬件结构 17 3.3数据采集 17 3.4SPCE061A与PC机通信的实现 20 3.4.1硬件方案 20 3.4.2软件设计 22 3.5讨论 24 第四章 基于小波分析的智能化脉搏信号测试方法 25 4.1小波分析基本原理[24] 25 4.2.小波变换滤波与传统滤波方法的比较 27 4.2.1小波变换模极大值滤波法 27 4.3小波变换提取脉搏信号特征值 32 4.3.1正常人桡动脉波的特征点及其二进制小波变换 32 4.4本章小结 34。
2.平方环法的原理
在软件无线电(SDR)技术实现的收发系统中,数字锁相环在载波同步、位同步、相干解调、信号跟踪、频率选择等方面发挥着重要作用,已成为数字调制/解调,数字上变频/下变频中不可缺少的核心器件。
接收机为了提取载波,普遍采用平方环法和科斯塔斯环法,其中平方环以其电路结构简单而得到了广泛应用。但在平方环电路的设计中,由于NCO(或VCO)工作在2ωc频率上,当环路锁定后,其NCO(或VCO)的输出需经过二分频才能得到所需载波。
而二分频电路在实现过程中,特别是在对NCO进行数字分频时,用FPGA实现太耗资源。 以下提出一种新的数字平方环电路,实现了从BPSK信号中提取相干载波的功能,简单易行,便于实现,并对其进行了数学推导和建模仿真,具有良好的实用价值。
1锁相环的结构 锁相环(PLL)由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)以及数控振荡器(NCO)组成,如图1所示。 鉴相器通常由乘法器来实现,鉴相器输出的相位误差信号经过环路滤波器滤波后,作为数控振荡器的控制信号,而数控振荡器的输出又反馈到鉴相器,在鉴相器中与输入信号进行相位比较。
PLL是一个相位负反馈系统,当PLL锁定后,数控振荡器的输出信号相位将跟踪输入信号的相位变化,这时数控振荡器的输出信号频率与输入信号频率相等,但相位保持一个微小误差。 2平方环法的工作原理 在平方环载波恢复电路中,BPSK信号经平方后得到两倍载频的频谱分量,用锁相环提取这一分量,然后进过二分频可得到载频分量,如图2所示。
因鉴相器采用乘法器实现,则鉴相器输出相位误差信号为: 其中,Kd=KpA/4。环路滤波器的输出仅与数控振荡器输出和输入信号之间相位差有关,控制电压,以准确地对数控振荡器进行调整。
显然,当本地恢复的同相载波与调制载波达到同频同相时,△φ=0。因此,解调的关键在于调整NCO输出信号的频率和相位,使其最终满足△φ=0或在一个很小的范围内,即相干解调的本地载波同步问题。
锁相环在工作时可能锁定在任何一个稳定平衡点上。这意味着恢复出的相干载波可能与所需要的理想本地载波同相,也可能反相。
由于本地参考载波有0,π模糊度,因而解调得到的数字信号可能极性完全相反,从而1和0倒置。这对于数字传输来说当然是不能允许的。
克服相位模糊度最常用且最有效的方法是在调制器输入的数字基带信号中采用差分编码。 3改进平方环的工作原理 改进的平方环载波恢复电路,如图3所示。
利用DDS产生的NCO数控振荡器能够输出完全正交的正余弦信号,并考虑到三角函数之间的关系sin(2ωct+2△φ)=2sin(ωct+△φ)cos(ωct+△φ),因此这里将NCO的频率锁定在载波频率ωc上,然后将NCO两路正余弦输出通过一个乘法器再增益2倍,并且在FPGA实现时,只需要进行简单的移位就能完成乘除法的运算,输出就为传统平方环的NCO输出,由于数控振荡器将频率锁定在ωc上,所以它的正弦输出即为提取的载波,省去了二分频电路。由于传统的二分频电路均采用数字分频电路,不能保持原有的正弦波形,因此还需要附加滤波器等电路。
相比改进的电路要复杂得多,并且在实现上也不如改进之后的容易。 4环路部件 4.1 鉴相器 在锁相环中,鉴相器(又称为相位检测器)是一个相位比较装置。
它是将输入信号与数控振荡器的输出信号的瞬时相位进行比较,产生一个输出电压。这个电压的大小,直接反映两个信号相位差的大小;这个电压的极性,反映输入信号超前或滞后于数控振荡器输出信号的相对相位关系。
由此可见,鉴相器在环路中是用来完成相位差与电压变换的,其输出误差电压是瞬时相位误差的函数。 4.2环路滤波器 环路滤波器用于衰减由于输入信号噪声引起的快速变化的相位误差和平滑相位检测器泄露的高频分量即滤波,以便在其输出端对原始信号进行精确的估计,环路滤波的阶数和噪声带宽决定了环路滤波器对信号的动态响应。
文献[5]对几种常用的环路滤波器性能进行了详细的分析。由于一阶环路滤波器会产生稳态相差,从而降低系统误码性能;三阶环路滤波器实际实现难度较大;二阶环路滤波器在直流增益为无穷大,而频偏为常数的情况下,仍然能够实现稳态,实现难度适宜,即采用二阶环路滤波器,其结构框图如图4所示。
式中:ξ为环路阻尼系数,通常取0.707;ωn为阻尼振荡频率;Ts为频率控制字更新周期;Kd为环路增益。详细的推导见参考文献[6]。
因此环路滤波器参数的设计关键在于ωn,Kd。通常设计时用滤波器的噪声带宽Bn来取代ωn,即:。
锁相环路的各种性能对叫ωn,ξ的要求存在着矛盾和统一,增大叫ωn,ξ,可以增大捕获带,减小捕获时间,加强对NCO噪声的滤除,减小稳态相关,增大同步带,增大同步扫描频率;减小ωn,ξ,可以加强对输入噪声的滤除,延长平均跳周时间。增强一方性能,则会降低另一方性能,因此合理设计环路滤波器的参数能够优化系统的性能。
4.3数控振荡器 NCO在环路中的作用就是产生理想的频率可变的正弦和余弦,确切地说是产生一个频率实时可变的正弦样本。正弦样本可以用实时计算的方法产生,但在高速采样频率中,NCO产生正弦和余弦的最有效办法就是查找。
3.基于51单片机数字频率计论文
1.绪论1.1 数字频率计的发展现状及研究概况 随着电子技术的飞速发展,各类分立电子元件及其所构成的相关功能单元,已逐步被功能更强大、性能更稳定、使用更方便的集成芯片所取代。
由集成芯片和一些外围电路构成的各种自动控制、自动测量、自动显示电路遍及各种电子产品和设备。数字系统和数字设备已广泛应用于各个领域,更新换代速度可谓日新月异。
在电子系统非常广泛的应用领域内,到处可见到处理离散信息的数字电路。供消费用的微波炉和电视、先进的工业控制系统、空间通讯系统、交通控制雷达系统、医院急救系统等在设计过程中无一不用到数字技术。
数字电路制造工业的进步,使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功能,从而提高系统可靠性和速度。 数字频率计是现代通信测量设备系统中不可缺少的测量仪器,不但要求电路产生频率准确的和稳定度高的信号,而且能方便的改变频率。
数字频率计主要实现方法有直接式、锁相式、直接数字式和混合式四种。 直接式的优点是速度快、相位噪声低,但结构复杂、杂散多,一般只应用在地面雷达中。
锁相式的优点是相位同步的自动控制,制作频率高,功耗低,容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。 直接数字式的优点是电路稳定、精度高、容易实现系列化、小型化、模块化和工程化。
随着单片锁相式数字频率计的发展,锁相式和数字式容易实现系列化、小型化、模块化和工程化,性能也越来越好,已逐步成为两种最为典型,用处最为广泛的数字频率计。 1.2 本课题研究背景及主要研究意义 数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器,并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系,因此,频率的测量就显得更为重要。
在数字电路中,频率计属于时序电路,它主要由具有记忆功能的触发器构成。在计算机及各种数字仪表中,都得到了广泛的应用。
在CMOS电路系列产品中,频率计是用量最大、品种很多的产品。本课题采用的是直接数字式的频率计,设计原理简单,是全硬件电路实现,电路稳定、精度高,大大的缩短了生产周期。
1.3 本课题主要研究内容 本课题采用数字电路来制作一个1HZ—1MHZ的数字频率计,并将所需得到的频率通过数码管显示出来。 数字频率计主要由四部分组成:时基电路、闸门电路、逻辑控制电路以及可控制的计数、译码、显示电路。
原理框图如图1-1: 图1-1 原理框图。
4.基于FPGA的CDMA基带收发系统的设计
通信与网络ADSL CO局端的设计和热阻 Cable Modem及其系统的配置和使用 一种HFC网络管理系统前端控制器 DSP在移动通信中的应用 高性能RF收发器CC900 HPC相关新技术的发展及应用 微格教学及远程管理系统 宽动态范围的VGA芯片Q5500及其应用 用MC145026/27实现多机并口线通信 CDMA/FM接收AGC和解调器芯片RF9957及其应用 单线CAN总线收发器芯片AU5790 TMS320C30系统与PC104进行双向并行通信的方法 一个分布式监控系统的软件设计 多点共线无中心载波集团电话系统 基于TCP/IP的多线程通信及其在远程监控系统中的应用 基于80C196KC微处理器的高速串行通讯 IRIG-E标准FM-FM解调器的有关技术 三一重工CIMS网络系统的设计 分布式智能火灾报警控制系统设计 中国民航AFTN电报网网关系统的开发 数字语音混沌保密通信系统及硬件实现 网络通信中的基本安全技术 一种高码速率的微波锁相调频源 WIN95下虚拟设备驱动程序设计开发 Java的线程机制 北京公交GPS车辆监控系统研究 GPS车辆追踪系统的实现 扩频E2无线中继器的设计 TMS320C30系统与PC104进行双向并行通信的方法 用蛀洞路由器ST_C104构造全互连多机并行系统 FPGA在多进制正交扩频通信系统中的应用 DTMF远程通信的软硬件实现技术 基于SONET的ITS通信系统 用PLC实现的蜂窝移动通信网基站参数采集系统 在VC++中利用ActiveX控件开发串行通信程序 CEWayPL-III电力线载波模块及其应用 公用电话网远程控制系统的开发与应用 光传输无人值守站计算机远程监测系统的研制 实现ANINC 429数字信息传输的方案设计 软件无线电中DSP应用模式的分析 基于LonWorks 网络的PID控制节点的设计 关于上Internet网和TCP/IP协议的实用技术 一种新的VDSL技术 无绳自动答录电话机的系统设计 小封装MT-RJ收发器的实际应用 网络开关盒电路 MCS-51系列单片机在SDH系统中的应用 在Internet网上提高传输视频实时性的研究 使用E1接口实现集群系统与PSTN的互联 变速率CDMA系统软件无线电多用户接收机 利用GSM短消息业务实现GPS车辆监控 多功能调制芯片Stel-1109的原理及应用 RS-485网络设计降低功耗问题 含简体中文字库的集成化液晶显示器模块 单收/单发RS-232接口芯片 ADM101E及其应用 远程机器人监控系统的研制 基于公用电话网的电信交接箱集中监控管理系统 模块化联合码率控制技术 防火墙的研究与实现 基于多项服务质量的组播路由算法 GPS接收机射频IC 把网络引进嵌入式控制系统 IP电话及其在线缆调制解调系统上的应用 多路数据总线仿真软件的设计 TDMA数字卫星通信加/密系统接口管理部分的设计与实现 通信系统过电压产生的原因与防护 低功耗接收机中频子系统芯片AD607 利用TL16C750实现DSP与PC机的高速串行通信 SA9500/SA9502双边带CDMA/AMPS下变频器的应用研究 利用FPGA技术实现数字通信中的交织器和解交织器 采用ISP器件设计可变格式和可变速率的通信数字信号源 IrDA红外通信在导航仪中的应用 一卡通邮政综合服务系统 一种用于SDH光纤传输系统设备时钟的数字式锁相环 短距离高可靠无线数据通讯装置 在衰落移动信道中国象传输的神经网络译码方法 串行数据标准的选择与使用 Internet音频技术概述 LVDS在通信系统背板设计中的应用 基带信号处理芯片组件AD20msp425 网络化仪表应用 第三代移动通信系统与GSM间的切换问题 用单片机控制DDS实现短波跳频系统的调制 基于SC6121芯片的足球机器人红外线通信系统 结合电力线载波和电话通信的报警网络系统 基于TMS320C6201的多通道信号处理平台 基于AD8016的ADSL线路驱动电路的设计 带有集成电压调节器的CDMA发信机中频子系统芯片AD6122 2.4~2.5GHz ISM频段WLAN用CO设计 用于3V GSM双频移动电话的功放解决方案 单芯片300波特调制解调器 Trimedia DSP芯片在视频通信中的应用 用于无线通信的CDMA/FM下变频混频器RF2456 带有集成电压调节器的CDMA接收机中频子系统芯片AD6121 计算机串行通信的环路实现方案 异步FIFO设计 利用高速、大容量FPGA的片上RAM实现155Mbps ATM ISDN终端和终端适配器 带PCI接口的ISDN S/T收发器 移动数字图像扩频通信系统 基于电力线和射频通信的扩频载波技术 纯软件实现单片机远程通信 RS-485通信卡及其应用 EtherLoop 技术 POTSWIRE VDSL技术 GPS PC卡参考设计 基于Compact PCI的通信公共平台 自动功率控制 无线应用领域位流到天线的信号发送 DDS在正交调制技术中的应用 GSM短消息在GPS交通控制中的应用 TMS320C6416特点及其在3G基站中的应用 基于S7600A的嵌入式系统Internet接入方案 基于CAN总线的智能寻位制造系统 使用网络处理器实现IP网络的QoS 基于VDSL的以太网的设计与实现 通用串行总线在分组无线网中的应用 感应通信的应用研究 在应用系统中嵌入WWW服务功能的实现方法 船载交换式网络使用双冗余网卡对网络性能的影响 基于nRF401的PC机无线收发模块的设计 VxWorks网络协议栈的MUX接口 基于“网络通”的以太网家庭数据终端 基于CPLD的串并转换和高速。
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