基于USB的便攜式動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的設(shè)計(jì)（開題報(bào)告）
1、課題的目的及意義
1.1課題的目的和意義
在工程中有很多物理量是隨時(shí)間變化的，如機(jī)械、結(jié)構(gòu)振動(dòng)的位移、速度、加速度；沖擊的加速度；噪聲的聲壓和壓強(qiáng)等動(dòng)態(tài)參數(shù)。動(dòng)態(tài)測試、分析的物理量，一般是被測對象（機(jī)械、結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)）在一定的運(yùn)行環(huán)境中受到某種激勵(lì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。它能反映實(shí)際對象在運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)行為，也能在某種程度上反映被測系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
動(dòng)態(tài)測試技術(shù)是指由傳感器將隨時(shí)間變化的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)采集將連續(xù)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的過程。將連續(xù)變化的信號(hào)在時(shí)域離散化，稱為采樣。將時(shí)域離散、幅值域連續(xù)變化的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榉涤螂x散的數(shù)字信號(hào)，稱為量化。時(shí)域采樣必須滿足采樣定理，否則易產(chǎn)生頻率混疊，引起偏度誤差。同時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)采集的精度減少隨機(jī)誤差，信號(hào)需要不同量程放大，以便盡量滿量程采樣。傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)測量是將連續(xù)變化的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)電壓信號(hào)，并進(jìn)行顯示、記錄或進(jìn)一步分析處理。這些連續(xù)變化的模擬量信號(hào)顯示、記錄的精度低、抗干擾能力差，而且不便進(jìn)行進(jìn)一步分析處理。通過動(dòng)態(tài)測試技術(shù)，即可將模擬信號(hào)量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，便于存儲(chǔ)、傳輸和分析處理。動(dòng)態(tài)測試的對象是動(dòng)態(tài)信號(hào)，為快變參數(shù)，比起用于常規(guī)工業(yè)控制或靜態(tài)信號(hào)的測試技術(shù)有著更高的要求。
傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析儀的硬件部分，往往是一套基于PCI卡或ISA卡的測試系統(tǒng)，由傳感器、濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、嵌在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的采集卡等一系列復(fù)雜設(shè)備組成。這些采集卡存在很多缺點(diǎn)，比如安裝麻煩，價(jià)格昂貴，尤其是受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制，可擴(kuò)展性差，在一些電磁干擾性強(qiáng)的測試現(xiàn)場，無法專門對起電磁屏蔽，導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)失真等特點(diǎn)，造成測試結(jié)果的不準(zhǔn)確，不能滿足測試的需要。
在測試儀器產(chǎn)生的進(jìn)程中，每一種總線技術(shù)的發(fā)展扮演了決定性的角色，我們敢說每一種總線技術(shù)的出現(xiàn)都大大加快了計(jì)算機(jī)在測試和控制領(lǐng)域的擴(kuò)展，不僅如此，隨著新型總線技術(shù)的出現(xiàn)動(dòng)態(tài)測試儀器產(chǎn)品也不斷的涌現(xiàn)和發(fā)展。
USB（通用串行總線）是一種新興的串行總線，擁有傳輸速度快、可雙向傳輸和同步傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，支持熱插拔，簡稱USB總線。