微弱信號采集的案例
【好文分享】CC2640藍牙干擾運放的案例分享，全是干貨全是淚！
最近一段時間被拉去支援哥們的一個微弱信號采集項目，解決關于藍牙干擾模擬信號采集的問題，硬件工程師也要有一定的軟件背景，看海采坑小課堂今天和大家分享下問題的經過。
起因
哥們做的微弱信號采集，目標信號大約是uV級別，帶寬小于100Hz，前期調試時發現會有一個22Hz的干擾，這是怎么回事呢？于是我就被安排了過去。
采集系統結構并不復雜，主要由一個前端運放、ADC和藍牙模塊組成，藍牙模塊是CC2640，微弱信號經過運放放大之后，被ADC轉換為數字信號，通過藍牙發送給電腦。
藍牙？我看到藍牙時，心里已經有了懷疑方向，但咱以前也沒接觸過藍牙，還是慢慢分析吧。
復現
接手到問題后當然是先復現現象。下圖是采集70uVpp@12Hz的正弦信號的時域和頻域圖，22Hz的干擾很明顯，竟然達到了16uVpp（諧波以及50Hz工頻干擾暫時不考慮；前期版本不穩定，22Hz的頻率也有一點點變化，這里也不詳細介紹，我們都統一看22Hz）。
分析
首先要判斷干擾從哪里引入的，將運放與ADC斷開，單獨用ADC采集時，基本沒有干擾，則干擾大概率和前端運放有關，耐心搞耐心干。
降低前端運放放大倍數，將放大倍數修改為2倍，22Hz干擾也基本消失，和單獨使用ADC的結果接近，得出初步結論：干擾很可能是被高放大倍數的運放放大后，被ADC采集到，進而在頻譜上出現。
基于上述分析，恢復運放放大倍數后，將前端運放輸入短路，重新連接ADC測試，發現在輸入為0時，也有22Hz干擾。
分析2
既然干擾和前端運放強相關，就著重檢查了前端運放的模擬、電源走線，以及電源分配和地回流的處理。
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基于matlab的隨機共振微弱信號檢測，隨機共振描述了過阻尼布朗粒子受周期性信號和隨機噪聲的共同作用下,在非線性雙穩態系統中所發生的躍遷現象. 隨機共振可用于弱信號的檢測。程序已調通，可直接運行。
微弱振動信號的諧波小波頻域提取
摘要: 為解決設備故障檢測和故障預報中某些微弱振動信號難以提取出來的問題，在介紹諧波小波變換的優良特性及其基本原理的基礎上，給出了諧波小波變換的實現技術。在不減少信息點數的情況下，用諧波小波變換成功地對微弱振動信號實現了頻域提取與時域重構，并且實現了強噪聲下微弱周期振動信號的頻域提取。通過算例和工程實例，說明諧波小波方法在微弱信號的頻域提取能力和精度上明顯優于基于二進分解的小波方法和傅里葉分析方法，且在混有強噪聲的信號提取中消除了二進小波包仍然存在的噪聲泄漏，同時也顯示了諧波小波變換的頻域保相特性。
請享用！
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基于matlab的自適應濾波算法的通信系統中微弱信號檢測程序，周期信號加入隨機噪聲，進行濾波，輸出濾波信號，程序已調通，可直接運行。
基于ncode采集信號處理-01 ￥35
本案例主要在于使用ncode如何對采集到的信號進行數據處理，以隨機生成的白噪聲作為信號源進行各種數據處理，涉及到的處理：生成白噪聲、去除零漂、控制數據輸出文件及格式等。
隨機生成白噪聲信號源
信號源及均值處理
去除零漂后的信號
最后將去除零漂后的信號，導出我們需要的格式數據文件。具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
展開 基于ncode采集信號處理-01 ￥50
本案例主要在于使用ncode如何對采集到的信號進行數據處理，以隨機生成的白噪聲作為信號源進行各種數據處理，涉及到的處理：信號的加減乘除等、信號的積分、雨流計數等。
隨機生成的白噪聲信號源
y值縮小1000倍
雨流計數
一次積分
二次積分
具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
展開 基于ncode采集信號處理-05 ￥35
本案例主要在于使用ncode如何對采集到的信號進行數據處理，對采集到的應力隨時間變化信號源進行各種數據處理，涉及到的處理：信號轉換、循環雨流計數等。
初始信號源
信號轉換-1
雨流計數
具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
展開 基于ncode采集信號處理-04 ￥50
本案例主要在于使用ncode如何對采集到的信號進行數據處理，以隨機生成的白噪聲作為信號源進行各種數據處理，涉及到的處理：生成白噪聲、顯示毛刺、去除毛刺、濾波處理等。
隨機生成的白噪聲信號源
顯示信號源中的毛刺信號
去掉毛刺信號之后的信號
濾波之后的信號 ( 濾掉低頻信號)
將隨機生成的白噪聲信號源應用統計法探測并顯示毛刺，并將毛刺的信號進行去除，接著對低頻信號進行過濾掉，導出最終我們需要的數據格式文件。具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
展開 VTICODA持續數據采集和信號分析軟件
VTICODA就是一個新的可廣泛應用的且可提供快速而高效的數據采集完整解決方案的軟件。其直觀的用戶界面，全面的功能和對數據庫結構和結果的管理，使得它非常適合應用更高的通道數以及大批量的數據的處理。例如，在不同方面的產品測量和組件測試過程中，VTICODA軟件可以進行長期持續的數據采集，同時還可同步進行程序控制。不論溫度、張力、壓力、壓強、加速度、頻率等是否為標準值，VTICODA軟件均可方便的處理信號。數以千計通道的高通道計數應用可在非常短時間內被配置出來，并得到安全的、高效的處理。
由于VIX技術的良好性能、精確的測量和可靠性，使得他們在工業領域和實驗室均能夠出色的完成許多測量項目。而VTICODA軟件能廣泛支持VXI總線前端。VTICODA軟件同時支持強大的LXI系統下的ex1048和ex1629產品，可以進行多變的溫度和應變計測量。
如需了解更多詳情，請與我們聯系。
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展開 基于ncode采集信號處理-02 ￥30
本案例主要在于使用ncode如何對采集到的信號進行數據處理，以隨機生成的白噪聲作為信號源進行各種數據處理，涉及到的處理：生成白噪聲、顯示毛刺等。
隨機生成的白噪聲信號源
顯示信號源中的毛刺信號
將隨機生成的白噪聲信號源應用統計法探測并顯示毛刺，導出我們需要的格式數據文件。具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
展開 基于ncode采集信號處理-03 ￥45
本案例主要在于使用ncode如何對采集到的信號進行數據處理，以隨機生成的白噪聲作為信號源進行各種數據處理，涉及到的處理：生成白噪聲、顯示毛刺、去除毛刺等。
隨機生成的白噪聲信號源
顯示信號源中的毛刺信號
去掉毛刺信號之后的信號
將隨機生成的白噪聲信號源應用統計法探測并顯示毛刺，并將毛刺的信號進行去除。具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
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基于ncode采集信號處理-02 ￥35
本案例主要在于使用ncode如何對采集到的信號進行數據處理，以隨機生成的白噪聲作為信號源進行各種數據處理，涉及到的處理：信號的過濾篩選、信號的功率譜轉換、雨流計數、快速傅里葉變換等。
隨機生成的白噪聲信號源
信號源篩選（篩選出大于0的信號）
功率譜變換
雨流計數
快速傅里葉變換
具體操作方法、模型文件見附件。如購買本案例的朋友針對案例仿真操作實現有什么問題，請私信我。
展開 LMS Testlab 采集聲音信號后如何在Testlab內播放
這里簡單演示如何在Testlab內進行聲音信號播放。
多線程VC＋＋和Matlab混編在信號采集和處理中的應用
本文采用的是第一種方法，利用VC++強大的可視化功能編輯應用程序對話框，方便對采集卡的控制，采集數據，在VC＋＋環境中調用Matlab Engine函數，對采集到的數據進行處理，并顯示處理后的圖形。
2 本文所用采集卡簡介[8]：
本文采用UA302型USB采集卡，這種采集卡具有16bit的分辨率，滿量程時精度優于0.02％，最高采樣頻率可達100KHz，輸入通道為16或32模入通道，可以采用定時器觸發和軟件觸發兩種觸發方式。UA302采集卡可以使用各種Windows編程工具編程，專用的動態鏈接庫UA300.DLL提供了簡潔高效的采集和控制函數，支持UA302采集卡的各種功能，用戶可簡單方便的調用這些函數完成各種采集工作。本文要用到的采集卡函數：
OpenUA300 打開UA302設備
CloseUA300 關閉UA302設備
minit 單或多通道多點采集初始化（第一種方式）
readdata 單或多通道多點采集（第一種方式）
3 混合編程實例：
3.1 用VC＋＋6.0編寫如圖1所示的基于對話框的應用程序界面
對話框上的Button控件用來控制采集卡采集信號并對其進行處理，以灰色顯示的按鈕在程序運行時不可用，Picture控件用來顯示采集到的信號。
展開 SCMI---可能是目前世界上最好的基于聲卡的信號采集、分析、測試程序，免費下載
它由聲卡實時雙蹤示波器、聲卡實時雙蹤頻譜分析儀和聲卡雙蹤信號發生器組成，這三種儀器可同時使用。本儀器內含一個獨特設計的專門適用于聲卡信號采集的算法，它能連續監視輸入信號，只有當輸入信號滿足觸發條件時，才采集一幀數據，即先觸發后采集，因而不會錯過任何觸發事件。這與同類儀器中常用的先采集一長段數據，然后再在其中尋找觸發點的方式，即先采集后觸發，截然不同。因此本儀器能達到每秒50幀的快速屏幕刷新率，從而實現了真正的實時信號采集、分析和顯示。本儀器還支持各種復雜的觸發方式包括超前觸發和延遲觸發。 虛儀聲卡萬用儀發揮了以電腦屏幕作為顯示的虛擬儀器的優點，支持圖形顯示的放大和滾動，并將屏幕的絕大部分面積用于數據顯示，使您能夠深入研究被測信號的任何細節。而市面上有些同類儀器則在人機界面上過分追求“形”似，將傳統儀器的面板簡單地模擬到電腦屏幕上，占用了大量寶貴的屏幕資源，僅留下較小面積供數據顯示用。 虛儀聲卡萬用儀提供了一套完整的信號測試與分析功能，包括：雙蹤波形、波形相加、波形相減、李莎如圖、電壓表、瞬態信號捕捉、RMS絕對幅度譜、相對幅度譜、八度分析（1/1、1/3、1/6、1/12、1/24）、THD、THD+N、SNR、SINAD、頻率響應、阻抗測試、相位譜、自相關函數、互相關函數、函數發生器、任意波形發生器、白噪聲發生器、粉紅噪聲發生器、多音合成發生器和掃頻信號發生器等。 虛儀聲卡萬用儀將采集到的數據和分析后的數據保存為標準的WAV波形文件或TXT文本文件。它也支持WAV波形文件的輸入和BMP圖像文件的輸出和打印。支持24比特采樣分辨率。支持WAV波形文件的合并和數據抽取。
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