学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

数字存储示波器中的数字信号处理研究

作　者: 张慧
导　师: 赵力
学　校: 东南大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 数字存储示波器正弦插值线性插值 FFT 平均
分类号: TM935.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 813次
引　用: 6次
阅　读: 论文下载

内容摘要

上个世纪七十年代以后,随着数字技术理论的日益成熟和数字电路、大规模集成电路以及微处理器技术的飞速发展,尤其是高速模/数(A/D)转换器和半导体存储器(RAM)的发展,一种新型的示波器――数字存储示波器DSO(Digital Storage Oscilloscope)诞生并迅速发展起来。如今的高速数字系统中,由于失配或未接终端传输线引起的反射、窜扰或地电位跳动、总线竞争产生的毛刺、震荡往往是非周期性的,从而对于数字化示波器而言,除了要求有高的实时采样速率外,还要求有较高的波形分析细节。因此,是否能很好的恢复和重建原信号对于数字存储示波器就显得很重要,而要做到这一点就要靠数字信号处理技术在数字示波器中的应用。本文就主要介绍了数字信号处理技术中的插值算法、FFT算法、以及平均和平滑算法在数字示波器中的应用。主要内容如下:首先,简单的介绍了数字存储示波器的基本组成,包括数字存储示波器数据采集和存储模块,数据处理模块。其次,通过对数字内插算法的描述、算法分析、编程实现、误差比较,获得满足要求的数字内插实现。主要分析了下列要素:每周期采样点数、计算所用点数和插值倍数,其中任一个参量发生改变时的均方误差情况比较,并把程序运行的数据结果输入matlab后作出波形图,从而比较正弦插值和线性插值对几种不同波形的恢复结果,原始波形是正弦波时正弦插值的效果比较好,而方波和三角波则是线性插值的效果较好;对于方波采用正弦插值时,针对方波上升沿采样问题作了详细的研究;同时如果原始采样点数和计算所用点数如果过多,计算量就太大,所以针对原始采样点数较少的情况,根据分析的结果找到每种波形最理想的插值参量,达到最优的波形恢复效果。然后,用分裂基频率抽取法实现FFT算法,分别用ccs和matlab进行结果输出比较,并分析相关误差。最后,对信号中的噪声进行平均算法处理,从而获得理想波形结果输出。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 数字示波器的发展状况  8-10
  1.2 数字示波器的基本原理  10
  1.3 数字示波器中的主要技术指标  10-12
  1.4 数字信号处理技术的发展状况  12-13
  1.5 数字示波器中的数字信号处理技术  13
  1.6 论文内容安排  13-15
第二章数据采集、存储和处理模块的简介  15-23
  2.1 引言  15-16
  2.2 数字存储示波器数据采集和存储模块  16-21
    2.2.1 数字存储示波器数据采集的基本理论  16-20
    2.2.2 数据采集模块  20-21
    2.2.3 数据存储模块  21
  2.3 数据处理模块简介  21
  2.4 本章小结  21-23
第三章数字示波器中的插值算法  23-47
  3.1 数字示波器中内插技术原理  23-30
    3.1.1 信号采样技术基本原理  23-24
    3.1.2 数字内插的基本概念  24-25
    3.1.3 数字内插的过程  25-27
    3.1.4 数字内插的结构  27-30
  3.2 线性内插  30
  3.3 正弦插值  30-33
  3.4 内插算法设计  33-38
    3.4.1 程序的算法  33
    3.4.2 程序的模块  33-38
  3.5 正弦插值误差计算和分析  38-44
    3.5.1 原始波形是正弦波的误差分析  38-41
    3.5.2 原始波形是方波的误差分析  41-44
    3.5.3 三种波形的正弦插值的比较  44
  3.6 线性插值和正弦插值的比较  44-45
    3.6.1 线性插值的误差分析  44-45
    3.6.2 正弦插值和线性插值的误差比较  45
  3.7 本章小结  45-47
第四章数字示波器中的FFT 算法  47-63
  4.1 FFT 概述  47-48
  4.2 频率抽取的算法原理  48-54
    4.2.1 频率抽取基2 算法原理  48-49
    4.2.2 频率抽取基4 算法的原理  49-50
    4.2.3 频率抽取分裂基算法  50-53
    4.2.4 分裂基算法的计算量  53-54
  4.3 设计的具体实现过程  54-56
    4.3.1 “级”和“组”的概念  54
    4.3.2 原位运算  54
    4.3.3 L 形蝶形运算结构的个数  54-55
    4.3.4 倒位序的实现  55-56
    4.3.5 简易流程图  56
  4.4 对于实数序列的处理问题  56-58
  4.5 实现过程中的具体问题  58-61
    4.5.1 验证数据序列的产生  58
    4.5.2 输入数据的处理  58
    4.5.3 运算过程中的溢出问题  58-60
    4.5.4 算法结果的验证  60-61
  4.6 误差分析  61-62
    4.6.1 误差的产生  61-62
    4.6.2 误差的传播  62
  4.7 算法的效率  62
  4.8 本章小结  62-63
第五章信号平均算法的验证和实现  63-68
  5.1 概述  63
  5.2 平均技术  63-66
    5.2.1 线性平均  64
    5.2.2 线性平均的递归法  64
    5.2.3 指数平均  64-65
    5.2.4 在VC 和matlab 下实现平均的算法模拟  65-66
    5.2.5 指数平均算法的具体问题  66
  5.3 本章小结  66-68
第六章结论和展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-71

数字存储示波器中的数字信号处理研究

内容摘要

全文目录

相似论文