基于DSP的多功能電子測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

何康　李敏

摘 要：在電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，整個(gè)電子系統(tǒng)在測(cè)量的同時(shí)逐漸形成了智能化、綜合化以及網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)發(fā)展形式，同時(shí)，多功能電子測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)逐漸形成。在多功能電子測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，信號(hào)的處理、頻譜的分析以及信號(hào)發(fā)生功能等儀器的使用，都為整個(gè)電子測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展提供了充分性的保證。

關(guān)鍵詞：DSP；多功能；電子測(cè)量；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著電子事業(yè)的逐漸發(fā)展，大規(guī)模的集成性電力以及高性能的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)逐漸形成，在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的系統(tǒng)處理，從而，為整個(gè)模式信號(hào)技術(shù)的應(yīng)用及轉(zhuǎn)換提供了良好的依據(jù)。對(duì)于DSP而言，在電子測(cè)量的過(guò)程中，通過(guò)其特有的模擬信號(hào)，將信息進(jìn)行高速實(shí)時(shí)性的處理及轉(zhuǎn)化，從而逐漸成為通信技術(shù)、儀表儀器以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用中的重要技術(shù)形式。在多功能電子測(cè)量?jī)x器的常規(guī)使用過(guò)程中，會(huì)在系統(tǒng)工作的過(guò)程中產(chǎn)生一定的優(yōu)勢(shì)，從而為整個(gè)電子事業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 傳統(tǒng)電子測(cè)量系統(tǒng)存在的不足現(xiàn)象

在傳統(tǒng)電子測(cè)量系統(tǒng)的建立過(guò)程中，測(cè)量?jī)x器的種類繁多，而不同的儀器在測(cè)量信號(hào)的過(guò)程中技術(shù)形式較為單一，同時(shí)儀器的體積相對(duì)較大，價(jià)格也相對(duì)較貴，例如，在電子測(cè)量的過(guò)程中，有一種波器裝置，主要是在時(shí)域角度對(duì)信號(hào)內(nèi)容進(jìn)行處理，其中的頻譜分析儀器會(huì)過(guò)多的專注于信號(hào)的分析，但是，如果在系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，需要系統(tǒng)達(dá)到時(shí)域以及頻域兩方面的數(shù)據(jù)分析，傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)很難達(dá)到基本的要求。如果要想達(dá)到信息的全面性分析，就要購(gòu)置專業(yè)化的電子測(cè)量系統(tǒng)，其價(jià)格較高。因此，在這種狀況之下，就應(yīng)該研制一種功能性齊全、成本合理的實(shí)驗(yàn)儀器，使電子數(shù)據(jù)的檢測(cè)可以在合理的環(huán)境下得到充分性的測(cè)量，從而為整個(gè)系統(tǒng)的建立以及應(yīng)用提供充分性的保證。

2 DSP系統(tǒng)工作的基本原理

對(duì)于電子測(cè)量的技術(shù)形式而言，在測(cè)量的過(guò)程中主要測(cè)量電壓、電流以及電頻等基本性的測(cè)量參數(shù)，然后將得到的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析及處理，在數(shù)據(jù)分析結(jié)束之后通過(guò)圖像及表格等方式將信息展現(xiàn)出來(lái)，從而為整個(gè)數(shù)據(jù)的分析提供了有效性的依據(jù)。對(duì)于測(cè)量的儀器而言，主要是由測(cè)量信號(hào)的采集、測(cè)量信號(hào)的處理以及信號(hào)內(nèi)容的分析等部分所組成的，其具體的組成部分可以通過(guò)圖1進(jìn)行展示。測(cè)量信號(hào)采集的部分主要是采集電壓以及交流性的信號(hào)信息，在測(cè)量信號(hào)處理的過(guò)程中，主要的工作系統(tǒng)將會(huì)完成信號(hào)的濾波、對(duì)比以及轉(zhuǎn)換等工作。而分析的部分則主要包括對(duì)系統(tǒng)的設(shè)置、以及量程等內(nèi)容的分析。圖中的顯示部分會(huì)將測(cè)量的結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)以及圖像等方式充分的展現(xiàn)出來(lái)。隨著DSP技術(shù)的逐漸發(fā)展，在很多電子儀器的測(cè)量過(guò)程中都得到了廣泛性的應(yīng)用，所以使人機(jī)交互的系統(tǒng)逐漸形成了靈活性的交流，同時(shí)也為電子信息的測(cè)量提供了合理性的依據(jù)。

3 DSP的多功能電子測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 數(shù)字信號(hào)處理中DSP電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理DSP電路而言，是整個(gè)電子測(cè)量系統(tǒng)中的核心性內(nèi)容，通過(guò)DSP系統(tǒng)的建立，可以對(duì)輸入的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾性的處理以及波普問(wèn)題的分析。濾波器在系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中主要采用FIR的濾波器，在計(jì)算的過(guò)程中會(huì)采用雷米茲計(jì)算方式，通過(guò)譜分析算法實(shí)現(xiàn)Gabor的技術(shù)轉(zhuǎn)換，從而為整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)提供充分性的數(shù)據(jù)保證。在電子數(shù)據(jù)校驗(yàn)信號(hào)系統(tǒng)的處理過(guò)程中，主要是通過(guò)DSP進(jìn)行電子系統(tǒng)的測(cè)量，其中的校驗(yàn)數(shù)字應(yīng)該通過(guò)鍵盤或是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，在設(shè)置的過(guò)程中可以將其設(shè)置為方波、隨機(jī)信號(hào)等信息形式，從而為整個(gè)系統(tǒng)性的技術(shù)處理提供充分性的依據(jù)。與此同時(shí)，在鍵盤與顯示技術(shù)的處理過(guò)程中，應(yīng)該充分的考慮到測(cè)量?jī)x器與計(jì)算機(jī)的匹配程度，在很多情況下測(cè)量?jī)x器是單獨(dú)使用的，然后將系統(tǒng)中的鍵盤以及顯示設(shè)計(jì)到整個(gè)系統(tǒng)之中，從而實(shí)現(xiàn)鍵盤以及顯示器系統(tǒng)中的人機(jī)交換，而且，在鍵盤設(shè)置的過(guò)程中，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整基本的參數(shù)，從而將顯示出的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行全面性的分析。對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言，通過(guò)DSP接口以及計(jì)算機(jī)互連的技術(shù)形式，計(jì)算機(jī)可以在虛擬儀器的使用過(guò)程中，對(duì)軟件進(jìn)行操作及訪問(wèn)，然后將基本的數(shù)據(jù)內(nèi)容存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而為數(shù)據(jù)內(nèi)容的收集提供充分性的保證。

3.2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在信號(hào)采集電路中，整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)控制以及狀態(tài)信號(hào)總線等系統(tǒng)與DSP進(jìn)行電力系統(tǒng)的連接，因此，硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以通過(guò)圖2所示進(jìn)行展示。

在A/D以及D/A總線路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了使硬件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一定的擴(kuò)張性以及開放性，在其系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中會(huì)采用模擬信號(hào)的出處系統(tǒng)進(jìn)行總線內(nèi)容的設(shè)計(jì)，其中線路主要包括總線路、控制總線、選通縱向以及狀態(tài)總線等。對(duì)于數(shù)據(jù)總線而言，主要是系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中，A/D以及D/A對(duì)電路數(shù)據(jù)的輸出及輸入，在控制總線的系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)選擇總線的控制體系，A/D的帶路系統(tǒng)在工作的過(guò)程中會(huì)選擇數(shù)字化的信號(hào)控制，將采集到的數(shù)據(jù)輸送到DSP系統(tǒng)之中，從而為數(shù)字化的電子信息監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提供了充分性的保證。在控制總線的系統(tǒng)工作過(guò)程中，主要是為了控制A/D以及D/A的系統(tǒng)內(nèi)容，將系統(tǒng)中每一個(gè)電路都進(jìn)行有效性的控制，從而為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供科學(xué)化的依據(jù)，對(duì)于總線控制技術(shù)而言，只有在控制總線的系統(tǒng)中，控制技術(shù)才可以得到有效性的發(fā)展。對(duì)于選通總線而言主要是指在系統(tǒng)的共組過(guò)程中，通過(guò)主線控制配合使總線中某一部分的A/D和D/A線路得到充分的運(yùn)用，選通將A/D和D/A電路中的譯碼以及電路進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)容的分析，從而產(chǎn)生了選通信號(hào)的觸發(fā)電路工作形式。最后，對(duì)于系統(tǒng)中的狀態(tài)總線的系統(tǒng)而言，主要是在工作的過(guò)程中將A/D和D/A電路的基本工作狀態(tài)通知給DSP系統(tǒng)，然后在通過(guò)信息對(duì)基本的內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，從而得到系統(tǒng)中的基本數(shù)據(jù)形式，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，主要是將狀態(tài)信號(hào)通過(guò)編碼的形式輸送到DSP系統(tǒng)之中，從而為整個(gè)電子測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了充分性的保證。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在電子事業(yè)逐漸發(fā)展的過(guò)程中，通過(guò)DSP多功能系統(tǒng)的應(yīng)用，可以為電子信息的檢測(cè)提供便利性的服務(wù)，而在整體性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采用系統(tǒng)的模塊的設(shè)計(jì)理念，模塊以及電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循多樣化的設(shè)計(jì)理念。在多功能電子測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)的工作過(guò)程中，數(shù)據(jù)的測(cè)量及顯示會(huì)形成多個(gè)電壓以及電流，而且，在不同的位置存在著差異性的A/D采樣電路系統(tǒng)，從而可以保證在電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中形成多樣化的儀器應(yīng)用技術(shù)，使整個(gè)系統(tǒng)在工作的過(guò)程中得到全面性的發(fā)展，同時(shí)，通過(guò)多功能電子測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)，為整個(gè)信息的儲(chǔ)存及建立提供了充分性的保證，使整個(gè)電子系統(tǒng)在測(cè)量的過(guò)程中產(chǎn)生了實(shí)際性意義。

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