信号检测系统的发展至今,在许多领域都发挥着重要的作用。除了在雷达检波、航空航天领域、通信、语音识别、医学工程等领域都有重要的作用,信号检测还在电力系统,声纳系统,远洋捕捞等行业中都发挥着至关重要的作用。在战场中信号检测系统使得雷达无论日夜都能检测目标,并且不受恶劣气候的影响。在天文探索中,信号检测系统使得我们能够记录下各种外星信号,例如之前被NASA所证实发现的引力波就是通过信号检测系统所发现。
例如在飞行器领域,陕西师范大学物理学与信息技术学院的强宁发表的基于TMS320F2812的航空发动机转速信号采集研究,通过DSP设计航空发动机转速控制系统,在航空飞行器日常维护,检查等领域起重要作用。在运输领域,北京交通大学康宁的基于DSP的轨道移频信号检测系统设计就是以TMS320F2812为核心,通过欠采样技术和快速傅立叶变换算法,实现对铁路移频轨道信号进行检测。
本课题设计基于相关科研项目的研究背景,要求对有关低频信号进行实时采集与信号处理,兼有尺寸和体积的严格限制,因此进行本系统设计。系统所采用的TMS320F2808是C2000平台上的定点DSP芯片,C2000是TI专门为实时控制打造的微型处理器,在汽车电子,电机控制等领域都被广泛应用。虽然DSP芯片不断开发进化,新型DSP芯片不断涌现,功能日益增加,但在某些领域中,例如航天航空领域,要完成信号检测的基本功能,但同时又需要尽可能的减小尺寸,使系统尽可能的精简,可能会应用到信号最小检测系统的设计。或者批量生产的工程产品中,包含信号检测的功能,应用最小系统能大大降低元器件数量,降低生产成本,提高产品竞争力。
1。2 课题研究现状
1。3 系统的设计难点
信号检测系统应用广泛,信号最小检测系统必须是一个最小系统,顾名思义,即是指由外围电路部分和DSP芯片组成的能够实现功能的最简洁的系统。最小系统一般包括DSP芯片,时钟源,电源电路等,最小系统去掉其中任何一部分都不能称之为一个完整的系统。本系统的设计难点主要包括以下三个方面:文献综述
(1)处理信息量大
开始 AD 采样前需要对模拟信号进行处理,例如幅度放大,滤波等,运用一些有效的信号处理技术可以极大提高信号检测系统的效率。
(2)连续实时采样与处理
对于信号采集,为满足信号处理的实时性、完整性,在每次采集过程中,必须保证采样的不间断性和完整性,不能出现信号中断的情况。在信号采集时,尤其是在进行多通道信号采集时不能出现数据的丢失或错乱,这要求数据采集系统在信号采样,数据传输缓存和处理方法上都达到相应的系统要求。
(3)系统的最小化
该信号检测系统要求为最小系统,即能实现信号检测作用的最简单的系统。必须尽可能的简洁,DSP芯片和外围电路组成,一般包括DSP芯片,时钟源,电源电路等。
1。4 本文的组织结构
第一章:绪论,介绍了本文的研究背景,研究方向、数据采集的关键技术,研究难点等。
第二章:介绍信号检测系统的总体设计和实现思路
第三章:介绍本系统所要使用的芯片TMS320F2808的相关信息,包括引脚图顶视图以及功能方框图,各管脚功能等。
第四章:介绍具体硬件电路各分块的设计,设计时的思路以及最后完整的信号最小检测系统设计图。
第五章:详细叙述了CCS软件的选用,相关知识,以及具体C语言程序的编写,调试过程。
第六章:验证,在CCS界面内对系统进行了验证。