微弱振动信号检测技术的研究

杨雪凯，胡 辉，顾俊杰，郝志阳，张 婷

(北华航天工业学院 电子与控制工程学院，河北 廊坊 065000)

随着现代信号处理技术和电子集成技术的发展，越来越多的人把想要分析的物理信号(比如振动信号、声音信号等)进行数字量化，然后将数字信号进行相应的计算，存储和传输至上位机进行计算分析。

通过文献[1]和文献[2]可知，传统的数据采集系统多采用单片机(例如STM32)或者DSP来作为数据采集的实时性、高采样率、宽动态范围的要求。DSP虽然能够满足微弱信号采集对主控单元的运行速度和实时性的要求。但是DSP的价格高昂，研发周期长，更适用于对采样率要求低的数据采集系统。从文献[3]、文献[4]和文献[6]中可得到，FPGA具有时钟频率高、内部时延小、运行速度快、集成度高、执行效率高、功耗低、能完成复杂的时序逻辑设计、编程灵活方便等特点，非常适用于高采样速率、大数据量、处理任务固定且重复的多通道微弱信号采集系统。从文献[5]和文献[2]可知，USB接口具有传输速率快、接口控制灵活、功耗低、使用方便、易扩展等优点，是数据采集系统的理想接口。

1 噪声分析

噪声是电子系统中不需要的信号。噪声会对降低我们采集信号的质量以及增大采集误差。噪声包括固有噪声和外部噪声，这两类噪声均会影响电子电路的性能。外部噪声来自外部噪声源，例如数字交换、60Hz噪声以及电源交换等。固有噪声由电路元件本身产生，最常见的例子包括宽带噪声、热噪声以及闪烁噪声。……