过采样
AVR121: 使用过采样增加ADC精度
翻译：邵子扬 2006年4月13日
修订：邵子扬 2006年4月14日
https://www.wendangku.net/doc/a913695172.html,
shaoziyang@https://www.wendangku.net/doc/a913695172.html,
特点
? 使用过采样增加精度
? 平均和抽取
? 平均采样减少噪声
1 介绍
Atmel的AVR单片机提供了10位精度的模拟到数字转换器。在大多数情况10位精度已经足够了，但是某些情况下需要更高的精度。特殊的信号处理技术可以用来提高测量的精度。使用一种称为“过采样和抽取”的方法可以得到较高的精度，不需要使用外部的ADC。这个应用笔记解释了这个方法，以及它需要满足的条件。
图1-1. 增加分辨率
2 操作理论
在阅读这篇应用笔记其他部分之前，读者应当先阅读应用笔记AVR120 - ‘ADC校准’和AVR数据手册中ADC的部分。下面的例子和数字是计算单端输入的连续模式，ADC噪声减少模式没有使用。这个方法对其他模式也有效，尽管数字也许会不同。
ADC的参考电压和ADC的精度决定了ADC的步距。ADC的参考电压V REF可以选择使用AVCC，内部的2.56V / 1.1V参考电压，或者AREF引脚上的电压。较低的V REF提供了较高的电压精度但是同时减少了输入信号的动态范围。如果2.56V的V REF被选择，它将给用户大约2.5mV的转换精度，并且最高的输入电压是2.56V。选择使用ADC输入通道的增益，这使用户有更好的精度来测量模拟信号，代价是损失ADC的动态范围。如果不能接受以动态范围交换精度，可以采用过采样来增加精度。这个方法受到ADC的特性限制：使用过采样和抽取将降低ADC的量化误差，但是不能减少ADC的非线性化误差。
2.1 采样频率
Nyquist 定理规定信号的采样频率必需至少是信号频率的两倍，否则高频部分将有损失（带通）。
最小需要的采样频率称为Nyquist 频率。
公式2-1. Nyquist 频率
f nyquist> 2 f signal
这里f signal是输入信号的最高频率，上面的采样频率f nyquist称为过采样。这个采样频率只是理论上的绝对最小频率，在实际中，用户通常希望尽可能高的采样频率，在时域中获得最好的效果。这样有人可能会说在大多数情况下输入信号已经是过采样了。
采样频率是CPU时钟的分频的结果，一个较低的分频系数给出较高的ADC时钟频率。在一个特定点，较高的ADC时钟将降低转换的精度，即有效数据位ENOB（Effective Number Of Bits）。所有的ADC都有带宽限制，AVR的ADC也不例外，按照数据手册的说法，要获得10位转换精度，ADC时钟频率大概在50kHz – 200kHz。当ADC时钟是200kHz时，采样频率大约是15kSPS （次每秒），可以采样信号的上限大约是~7.5kHz。按照数据手册，ADC时钟最高可以到1Mhz，尽管这将降低ENOB。
3 理论
3.1 过采样和抽取
‘过采样和抽取’理论的背后是非常复杂的，但是的方法却是比较容易的。这个技术要求大量的采样，这些额外的采样完成信号过采样。每增加额外的一位精度，信号必需过采样4倍。频率和输入信号的关系在公式3-1中。为了尽可能最好的重现信号，这么多次的采样是必需的，因为大量的采样平均后可以更好的重现输入信号。这可以认为是这篇应用笔记的主要内容，下面的理论和例子用来进一步解释。
公式3-1. 过采样频率
f oversampling= 4n f nyquis
3.2 噪声
为了使这个方法正常工作，信号成分在转换过程中不能发生变化。但是成功增加精度的另一个标准是输入信号在采样时有所变化。这看起来是矛盾的，因为信号的变化意味着较少有效的LSB，变化的信号可以看成是信号的噪声成分。在信号过采样时，噪声使信号产生微小的变化。ADC的量化误差一般至少是0.5LSB，因此噪声幅度超过0.5 LSB就改变了LSB。噪声幅度有1-2 LSB时更好，因为可以保证几次采样不会总是相同的值。
使用抽取技术时，噪声的标准：
●信号成分在转换时不能变化。
●信号上有一定的噪声。
●噪声的幅度至少有1 LSB。
通常AD转换时有一定的噪声，噪声可能是热噪声、CPU的核心产生的噪声、I/O端口切换带来的噪声、电源变化引起的噪声（特别是开关电源）等等。这些噪声在大多数情况下可以使这个方法正常工作了，但是在特殊情况下，需要引入噪声到输入信号，这个方法叫抖动。图3-1 (a)展示了测量电压信号的在两档之间时，简单将4次采样结果平均没有太大作用，结果可能是同样的数字，它只能消除信号的波动。图3-1 (b) 显示添加人工噪声到输入信号后，改变了转换结果的LSB。添加4次采样同样的采样步骤，产生的结果给出更好的精度，如图3-1 (c) 所示，ADC 的“虚拟精度”从10位增加到11位。这个方法就是抽取，在3-3小节会进一步讲解。
图3-1. 精度从10位增加11位
另外使用这个方法的理由是可以增加信噪比，提高有效有效位数ENOB，并将噪声平展开来，使噪声对每个二进制数的影响减少。双倍的采样频率将减少带内噪声3dB，增加有效测量精度0.5位。
3.3 平均
一般平均就是采样M次，结果之和在除以M。正常平均时，ADC测量的数据等效于通过了一个
低通滤波器，减弱了信号的波动噪声，并使峰值平缓。滑动平均法经常用来这样做，读取M次，将结果放到一个循环队列，平均最近M次的结果。它有轻微的延时，因为每次的结果都是最后M次采样的结果。数据窗口可以重叠也可以不重叠，图3.2 显示了7个(Av1-Av7) 独立的不重叠滑动平均的结果。
图3-2. 滑动平均原理
要注意普通平均不会增加转换的精度，抽样或插值方法和过采样一起使用，才能增加精度。数字信号处理过采样和信号低通滤波经常看成是插值。这时，插值用来产生在大量采样后的新采样结果。越多的平均采样数，越容易选择低通滤波，插值结果越好。额外的M次采样，象普通平均那样累加起来，但是结果不象普通平均那样除以M。而是结果右移N（N是希望增加的额外精度），从而比例化成正确的结果。右移一个二进制数一次等于除以2，。如公式3-1，精度从10位增加到12位需要总共16次10位的采样。这16次10位结果产生一个14位计算结果，其中最后两位是无用的，右移后成为12位结果。比例系数sf在公式3-2给出，它是总共4n次采样后的除数，这样才能得到正确的比例化结果。n是需要的额外精度。
公式3-2.
sf = 2n
3.4 “过采样和抽取”什么时候工作
正常情况下信号包含了一定的噪声，这个噪声通常具有高斯噪声的特性，更常用的名称是白噪声或热噪声，在宽频谱中总能量均匀分布在整个频段范围。在这些情况下，如果噪声的幅度可以改变ADC的LSB，‘过采样和抽取’的方法就能够工作。
在其他情况，就有必要引入人工的噪声到输入信号中，这个方法叫做抖动。这个噪声波形应当是高斯噪声，不过周期性的噪声也可以。噪声信号的频率和采样频率有关，一个原则是：“当添加N次采样时，噪声周期不能超过N次采样的周期”。噪声的幅度至少需要1 LSB。.当添加人工噪声时，需要记住噪声的值是0；不充分的过采样会产生偏差，如图3-3.
图3-3. 不充分采样造成的偏差
虚线是锯齿波信号的平均值，图3-3 (a)将引起负偏差，图3-3 (b) 引起正偏差，图3-3(c)的采样是充分的，就避免了偏差。为了产生人工噪声信号，可以使用AVR单片机的计数器。因为计数器和ADC使用了相同的时钟源，这就能使噪声和采样频率同步，避免了偏差。
3.5 例子1
一个都柏林的酿酒师想测量酿酒时的温度。一个缓慢变化的信号表示了温度，在这种环境下一般温度对应的电压是2.5 V。图3-4显示了温度测量设备的特性。
图3-4. 电压/ 温度函数
酿酒师不希望缩小输入信号的范围，选择5V作为ADC的基准。这时10位ADC不能提供足够精度的转换结果，因为结果的LSB大约是5mV的‘步距’。这个结果会引起0.25°C的误差，所以不能被接受。酿酒师希望结果有0.1°C的精度，要求电压的分辨率小于2mV。如果测量使用了12位的ADC，那么电压步距的LSB将减小到约1.22mV。酿酒师需要的是用10位ADC产生虚拟12位ADC结果。输入信号是缓慢变化的，不需要很高的采样频率。按照数据手册，ADC时钟频率在50kHz到200kHz之间可以保证10位精度，酿酒师因此选择了50kHz的ADC时钟频率。采样频率变为约3800次/秒。一个温度下测量出直流参数是2.4729V，表3-1 显示了不同分辨率选项下测量的这个参数，Vin = 2.4729V 而VREF = 5V。
这个结果单次转换结果是505，初略看上去结果是正确的，但是这个二进制数字相当于2.4683V，这使用户不确定温度测量的误差，在某些情况下可能是危险的。如前面推断的，信号通常包含了足够的噪声来使用抽取法。
为了增加1位精度，添加4次相邻的采样，这些采样出的值相互之间因为有噪声存在所以有微小的不同。添加4次采样：508 + 507 + 505 + 505 = 2025。按照抽取原则，增加n位精度，就需要右移n次。结果右移1位，最后移位后结果是1012。同样，信号充分过采样可以进一步提高精度，达到12 位。添加16次10位采样并右移2位结果就能达到，结果是2025。这个数字更可信，因为使用12位结果时误差已经减少到约1.22mV。这个例子显示了用户起初采样一个缓慢变化信号，采样速度是3800次每秒，电压精度约5mV。现在采样速度是240次每秒，12位精度，电压精度约1.22mV。
用户可以按惯例平均16次12位采样结果以消除波动，这就是把16次采样结果加起来在除以16，
最终用户得到的是15 SPS 的12位采样。(15 ?16 ?16 = 3840)
●普通平均将减少随机噪声
●过采样和抽取将利用噪声增加精度
3.6 例子2
为了展示这个方法，，下面的例子将显示怎样不需要使用外部的ADC获取更高的精度。一个信号发生器用来产生0V到5V的线性斜坡信号。在一个‘低噪声’环境下，一个信号发生器和一个AVR 单片机连接到STK500开发板，这可能没有足够大的噪声来影响10位的信号。这就需要引入人工噪声信号到输入的信号。有4种方法被成功使用：
●添加信号发生器产生的噪声，直接连到输入信号。
●使用AVR的PWM产生噪声。
●当使用AVCC作为VREF时，使用AVR产生的噪声添加到AREF。
●当使用AREF作为VREF时，添加AVR产生的噪声到AREF。
最容易的方法是直接添加白噪声到信号，但在大多数情况用户没有或者不希望有这种噪声。一个更可行的方法是使用AVR单片机产生一个PWM信号，然后低通滤波这个‘噪声’成直流，并且纹波的峰值达到LSB，一个这样的例子在图3-5中展示。
图3-5. LP-滤波
如果VCC = 5V，滤波的信号在AREF 引脚有2.5V，当计数器的占空比是0%时；当占空比是100%就是5V。在这个例子，占空比是50%，基本频率大约是3900Hz，10kΩ的电位器用来调节纹波。PWM信号即作为ADC的参考电压，也作为噪声发生器（AVCC作为ADC的参考电压）。这个方法认为参考电压的微小变化和输入信号的微小变化结果是相同的，这就不用干扰输入信号了。
图3-6显示测量线性斜坡信号。图3-7显示10位离散化的输入斜坡信号，测量没有添加人工噪声，量化步距是很明显的。为了增加精度，就要减少量化步距。
图3-8显示出输入信号12位离散化结果（AREF作为ADC的参考电压，AREF添加了噪声）。按照公式3-1，每12位结果需要16次10位采样。ADC偏差调整和应用笔记AVR120一致，增益误差也
需要调整。图3-9显示14位离散化结果，图3-10显示16位的结果。当测量信号包含噪声，或者参考电压象这个例子的，要注意顶端和底端的值要减去噪声信号的幅度，稍微减少了测量信号的动态范围。在某些情况下，作为安全边界，偏差是100mV。
图3-6. 斜坡信号0-5V，100% 同步
图3-7. 10位精度量化的信号
图3-8. 12位精度量化
图3-9. 14位精度量化的信号
图3-10. 16位精度量化的信号
你可以清除看到过采样和抽取法显著增加了精度。
总结
当ADC采样一个信号时，不连续的量化信号会引入一些误差，通常称为量化误差。一般平均的只能消除信号的波动，但抽取法可以提高精度。对一个4倍过采样的信号，4个相邻的数据点平均产生一个新的数据点。过采样频率的计算参考公式3-1。添加额外的采样并右移结果系数n，产生提高n位精度的结果。平均4次ADC采样的结果获得新ADC的结果是同样ADC采样速率的?，但是同时平均了量化噪声，改善了SNR，这将增加ENOB并减少量化误差。快速的ADC和低内存消耗，使得过采样的优点是显著的。
●增加一些噪声到信号，至少1 LSB。
●如果噪声的幅度不够，添加噪声到信号。
●累计4n次10位采样，这里n 是希望得到的额外精度。
●右移n次，比例累计的结果。
●按照应用笔记AVR120补偿误差。
空气采样技术要求规范-施工
3、采样管的安装要求： 1、主采样管采用外径?25毫米，径小于?21毫米，防阻燃U-PVC管，系统将采 用四路使用，每路尽量保持一样的长度。 2、管与管之间连接的直通外套径在?25毫米，并配壁卡塞。 3、采样管固定卡，采用双月牙形固定卡如下图，将螺杆采用焊接的方法固定在 房梁上，螺杆长度不底于20公分，每个固定点之间的间距应在1.5~2米之间保证PVC管不下垂不变形。 4、采样管固定卡，也可采用厂家配套的管卡，采用较紧的管卡防止时间过长管路固定不紧造成脱落现象。不出现变形如下图： 5、严格按图这上的孔径和位置打孔
采样孔在地面上打好注意打孔时需要锥形倒角，并在采样孔处粘贴红色采样孔标签，如下图 此标签为无偿提供 6、采样管拐弯处采用半径不底于20公分的弯管器弯成半圆如下图所示，减少气流阻力
7、空气采样管连接处直接套管使用方法如下：此处连接采用直接套管螺纹和镀锌铁管外螺纹绞和，绞和处采用生料带和乳胶组合密封保证绝对不能漏气（此时注意采样孔向下，由于采样管已打好采样孔无法进行打压测漏，故此处密封应特别注意。）
8、采样管的末端为采样末端堵头，此末端堵上开孔除采样功能外还兼有气流平 衡的功能，末端盖帽采用PVC材质。 9、整个采样管路安装前应首先做好一台主机所用的管路进行主机试抽气以保证 未瑞放烟，机器报警的时间不超过120秒。 10、主机所处位置便于人工操作，便于将来换过滤器盒按照JB 50166-2007火灾 自动报警系统施工及验收规，此设备需要对采样管道进行定期吹洗，最长的时间间隔不应超过1年，吹洗时从机器跟前对采样管加入高压气流反吹即可， 同时更换过滤器。 十一、施工要求 1.系统的布线，应符合现行国家标准《火灾自动报警系统施工及验收规》 GB50166的相关规定。在施工安装时，应根据现行国家标准，对导线的种 类、电压等级进行检验。参考现行国家标准《火灾自动报警系统施工及 验收规》GB50166的相关规定，吸气式烟雾探测器火灾报警系统所采用的 信号线，电源线应采用铜芯绝缘导线或铜芯电缆。当额定工作电压不超 过50V时，选用导线的电压等级不应低于交流450V。 2.电源：由消防报警系统提供DC24V电源，每台电流小于500MA；共需提供 24V,20A电源。 3.模块：通过模块接入消防报警系统。消防报警系统提供每台吸气式烟雾 探测器1个输出3个输入点。
过采样技术
利用过采样技术提高ADC 测量微弱信号时的分辨率 1. 引言 随着科学技术的发展，人们对宏观和微观世界逐步了解，越来越多领域（物理学、化学、天文学、军事雷达、地震学、生物医学等）的微弱信号需要被检测，例如：弱磁、弱光、微震动、小位移、心电、脑电等[1～3]。测控技术发展到现在，微弱信号检测技术已经相对成熟，基本上采用以下两种方法来实现：一种是先将信号放大滤波，再用低或中分辨率的ADC 进行采样，转化为数字信号后，再做信号处理，另一种是使用高分辨率ADC ，对微弱信号直接采样，再进行数字信号处理。两种方法各有千秋，也都有自己的缺点。前一种方法，ADC 要求不高，特别是现在大部分微处理器都集成有低或中分辨率的ADC ，大大节省了开支，但是增加了繁琐的模拟电路。后一种方法省去了模拟电路，但是对ADC 性能要求高，虽然∑-△ADC 发展很快，已经可以做到24位分辨率，价格也相对低廉，但是它是用速度和芯片面积换取的高精度[4]，导致采样率做不高，特别是用于多通道采样时，由于建立时间长，采样率还会显著降低，因此，它一般用于低频信号的单通道测量，满足大多数的应用场合。而本文提出的方案，可以绕过上述两种方法的缺点，利用两者的优点实现微弱信号的高精度测量。 过采样技术是提高测控系统分辨率的常用方法，已经被广泛应用于各个领域。例如，过采样成功抑制了多用户CDMA 系统中相互正交用户码接收机(A Mutually Orthogonal Usercode-Receiver ，AMOUR )的噪声[5～6],提高了光流估计（optical flow estimation ，OFE ）的精度[7]，改善了正交频分复用（OFDM ）信号的峰-均比[8]等。但是，这些过采样技术应用的前提是采样前的信号幅值能与ADC 的输入范围相当。而用ADC 采集微弱信号时，直接使用过采样技术提高不了精度，而且由于信号幅值远小于ADC 的输入范围，它的有效位数还会减小，使精度随之下降。本文采用先叠加成形函数的方法，然后利用过采样技术，解决了因为信号幅值小，而使过采样失效的问题。本文还详细分析了成形函数类型和幅值，以及过采样率对分辨率的影响。 2. 原理分析 微弱信号直接过采样的分析 过采样是通过数字平均来减小折合到输入端的噪声，提高信噪比，从而提高分辨率[9]。下面分析为什么输入信号幅值很小时，需要叠加成形函数，才能利用过采样提高分辨率。 如图1所示，输入信号为一周期性三角波，当 用一个中分辨率的ADC1对其进行采样时，ADC 的量 化步长LSB1大于三角波幅值，其采样值均为0，失去了原信号的特征。而用一个高分辨率ADC2进行采样，量化步长LSB2小于三角波幅值，其采样值分布会发生改变，不会只为0，便能反映一定的信号特征。因此，如果输入信号幅值很小时，过采样也能提高分辨率，那么当过采样率足够大时，ADC1提高后的分辨率便能分辨出图1中的三角波信号。然而， 实际上，即使过采样率再高，ADC1采样获得的值仍然全部为0，并不能表征三角波的特性。所以，当输入信号幅值小于ADC 的量化步长时，过采样是不能提高ADC 分辨率的。 本文采用叠加成形函数的方法，使得输入信号幅值大于ADC 的量化步长，解决上述提到的问题。为便于过采样后下抽取的方便，成形函数的选取往往用线性变化的函数[10]，如三角0
作业场所空气采样仪器的技术规范GBT-17061-1997
作业场所空气采样仪器的技术规范 GB/T17061－1997 国家技术监督局1997－11－11批准 1998－12－01实施 前言 本标准是为劳动卫生标准的监测配套的采样仪器技术规范，用于作业场所空气采样仪器的制造和性能测试。本标准是在总结了我国经验并参考了国外仪器资料的基础上提出的。 本标准从1998年12月1日起实施。 本标准由中华人民共和国卫生部提出。 本标准起草单位：中国预防医学科学院劳动卫生与职业病研究所、湖北省卫生防疫站、鞍钢劳动卫生研究所。 本标准主要起草人：徐伯洪、梁禄、范成元。 本标准由卫生部委托技术归口单位中国预防医学科学院负责解释。 1 范围 本标准规定了作业场所空气采样仪器的规格和技术性能要求。 本标准适用于作业场所空气采样仪器的制造和性能测试。 2 定义 本标准采用下列定义： 2．1 空气采样仪器 air sampling instrument 在空气监测中，用于采集空气中被测物质的仪器，包括空气收集器和空气采样器等。 2．2 空气收集器 air collector 用于收集空气中气体、蒸汽和气溶胶状态被测物质的器具，包括大注射器、采气袋、气体吸收管、滤料采样夹和固体吸附剂管等。 2．3 空气采样器 air sampler 与空气收集器配套，能以一定的流量抽取空气样品的仪器；主要由抽气动力和流量控制装置等组成，包括气体采样器和粉尘采样器。 2．4 无泵型采样器，passive collector 利用毒物分子扩散或渗透的原理设计制作的空气采样仪器，包括扩散式和渗透式两种。 3 空气收集器 3．1 空气收集器的基本技术性能要求 3．1．1 空气收集器的采样效率应大于90%。 3．1．2 空气收集器的机械构造和形状要合理，重量要轻，体积要小，携带和操作要简便安全。 3．1．3 制作空气收集器的材料应不吸附或吸收待测物质，不产生对采样和检测有影响的物质。 3．1．4 空气收集器能在温度－10~45℃、相对湿度小于95%的作业环境中正常工作。 3．2 注射器 3．2．1 规格：100mL或50mL医用气密型注射器。 3．2．2 性能要求：将注射器垂直架起，芯子应能自由下落；当吸入空气至满刻度并封闭进气口后，朝下垂直放置24h，芯子自由下落不得超过原体积的20%。 3．3 采气袋 3．3．1 规格：50~10000mL铝塑采气袋。 3．3．2 性能要求 3．3．2．1 当采气袋充满空气后，浸没在水中，不应冒气泡。 3．3．2．2 具有使用方便的采气和取气装置，而且能反复多次使用。 3．3．2．3 采气袋的死体积不应大于其总体积的5%。 3．4 气泡吸收管
(仅供参考)信号的采样和复现
8－2信号的采样和复现的数学描述 一、采样过程 所谓理想采样，就是把一个连续信号)(t e ，按一定的时间间隔逐点地取其瞬时值，从而得 到一串脉冲序列信号)(t e *。可见在采样瞬时，)(t e *的脉冲强度等于相应瞬时)(t e 的幅值，即 )0(T e ,)1(T e ,)2(T e ,…)(nT e ， …如图8－8所示。因此，理想采样过程可以看成是一个幅值调制过程，如图8－9所示。采样器好比是一个幅值调制器，理想脉冲序列)(t T d 作为幅值调制器的载波信号，)(t T d 的数学表达式为 ?￥￥== -n nT)-(t )(d d t T (8－1) 其中=n 0,±1,±2,…)(t e 调幅后得到的信号，即采样信号)(t e *为 ?￥-￥=* -==n T nT t t e t t e t e )()()()()(d d (8－2) 通常在控制系统中，假设当0 部信息呢?因为从采样(离散化)过程来看，“采样”是有可能会损失信息的。下面我们将从频率域着手研究这个问题。 二、采样信号的频谱 假设连续信号)(t e 的富氏变换式为)(w j E ，采样后信号*()e t 的富氏变换式用*()E j w 表示，下面我们来看)(w j E *的具体表达式。 由于理想脉冲序列)(t T d 是一个周期函数，其周期为T ，因此它可以展开成指数形式的富氏级数，即 ?￥-￥ ==n t jn T s e T t w d 1)(（8－5）其中T s p w 2=为采样角频率。 将式(8－5)的结果代入(8－2)式得?￥ -￥=*==n t jn T s e t e T t t e t e w d )(1)()()(（8－6） 根据复位移定理；若[()]()F e t E j w =，则 [()]() at F e t e E j a w ±=m 因此，式(8－6)的富氏变换式为 ?￥ -￥=**-==n s jn j E T j E t e F )(1)()]([w w w (8－7) 假定连续信号)(t e 的频谱如图8－10(a )所示，则根据式(8－7)可得采样(离散)信号)(t e *的频谱如图8－10(b )所示。 由图8－10，可得到如下结论： (1)0=n 的项为)(1w j E T ，通常称为基本频谱。它正比于原连续信号)(t e 的频谱。 6.2 信号采样与保持 采样器与保持器是离散系统的两个基本环节，为了定量研究离散系统，必须用数学方法对信号的采样过程和保持过程加以描述。 6.2.1 信号采样 在采样过程中，把连续信号转换成脉冲或数码序列的过程，称为采样过程。实现采样的装置，称为采样开关或采样器。如果采样开关以周期T 时间闭合，并且闭合的时间为τ，这样就把一个连续函数变成了一个断续的脉冲序列，如图6-3(b)所示。 ()e t *()e t 由于采样开关闭合持续时间很短，即T τ<<，因此在分析时可以近似认为0τ≈。这样可以看出，当采样器输入为连续信号时，输出采样信号就是一串理想脉冲，采样瞬时的脉冲等于相应瞬时的值，如图6-3(c) 所示。 ()e t *()e t ()e t 图6-3 信号的采样 根据图6-3(c)可以写出采样过程的数学描述为 *()(0)()()()()()e t e t e T t T e nT t nT δδδ=+?++?+L L )?nT (6-1) 或 (6-2) * ()()()()(δδ∞∞ =?∞=?∞=?=∑∑n n e t e nT t nT e t t nT 式中，是采样拍数。由式（6-2）可以看出，采样器相当于一个幅值调制器，理想采样序 n 列可看成是由理想单位脉冲序列对连续量调制而形成的，如图 * ()e t ()()δδ∞ =?∞=?∑T n t t 6-4所示。其中，()T t δ是载波，只决定采样周期，而为被调制信号，其采样时刻的值决定调制后输出的幅值。 ()e t ()e nT 图6-4 信号的采样 6.2.2 采样定理 一般采样控制系统加到被控对象上的信号都是连续信号，那么，如何将离散信号不失真地恢复到原来的形状，便涉及采样频率如何选择的问题。采样定理指出了由离散信号完全恢复相应连续信号的必要条件。 由于理想单位脉冲序列()T t δ是周期函数，可以展开为复数形式的傅氏级数 ()ωδ+∞=?∞= ∑s jn t T n n t c e (6-3) 式中，T s /2πω=为采样角频率，T 为采样周期，是傅氏级数系数，它由下式确定 n c /2/2 1()d ωδ+??=∫s T jn t n T T c t e T t (6-4) 在]2,2[T T +?区间中，)(t T δ仅在0=t 时有值，且，所以 1|0==?t t jn s e ω0011()d δ+?= ∫n c t t T T = （6-5） 将式(6-5)代入式(6-3)，得 1()ωδ+∞=?∞ =∑s jn t T n t e T （6-6） 再把式(6-6)代入式(6-2)，有 * 11()()()ωω+∞+∞ =?∞=?∞==∑∑s s jn t jn t n n e t e t e e nT e T T （6-7） 将式（6-7）两边取拉氏变换，由拉氏变换的复数位移定理，得到 ∑+∞?∞=+=n s jn s E T s E )(1)(* ω (6-8) 令ωj s =，得到采样信号的傅氏变换 )(*t e * 1()[()]ωωω+∞=?∞=+∑s n E j E j n T （6-9) 式中，)(ωj E 为相应连续信号的傅氏变换，)(t e (j )E ω为的频谱。一般来说，连续信号的频带宽度是有限的，其频谱如图6-5(a)所示，其中包含的最高频率为)(t e h ω。 式（6-9）表明，采样信号具有以采样频率为周期的无限频谱，除主频谱外，还包含无限多个附加的高频频谱分量（如图6-5(b)所示），只不过在幅值上变化了* ()e t 1T 倍。为了准确复现被采样的连续信号，必须使采样后的离散信号的主频谱和高频频谱彼此不混叠，这样就可以用一个理想的低通滤波器（其幅频特性如图6-5(b)中虚线所示）滤掉全部附加的高频频谱分量，保留主频谱。 什么叫过采样 首先，考虑一个传统ADC的频域传输特性。输入一个正弦信号，然后以频率fs采样--按照 Nyquist 定理，采样频率至少两倍于输入信号。从FFT分析结果可以看到，一个单音和一系列频率分布于DC到fs /2间的随机噪声。这就是所谓的量化噪声，主要是由于有限的ADC分辨率而造成的。单音信号的幅度和所有频率噪声的RMS幅度之和的比值就是信号噪声比(SNR)。对于一个Nbit ADC，SNR可由公式：SNR=+得到。为了改善SNR和更为精确地再现输入信号，对于传统ADC来讲，必须增加位数。 如果将采样频率提高一个过采样系数k，即采样频率为kfs，再来讨论同样的问题。FFT分析显示噪声基线降低了，SNR值未变，但噪声能量分散到一个更宽的频率范围。Σ-Δ转换器正是利用了这一原理，具体方法是紧接着1bit ADC之后进行数字滤波。大部分噪声被数字滤波器滤掉，这样，RMS噪声就降低了，从而一个低分辨率ADC，Σ-Δ转换器也可获得宽动态范围。 那么，简单的过采样和滤波是如何改善SNR的呢一个1bit ADC的SNR为+，每4倍过采样将使SNR增加6dB，SNR每增加6dB等效于分辨率增加1bit。这样，采用1bit ADC进行64倍过采样就能获得4bit分辨率;而要获得16bit分辨率就必须进行415倍过采样，这是不切实际的。Σ-Δ转换器采用噪声成形技术消除了这种局限，每4倍过采样系数可增加高于6dB的信噪比。 增加采样频率可以改善系统的SNR，其原因是，当采样频率增加时，量化噪声功率仍保持不变（量化噪声只与字长有关），量化误差可以建模为样本与样本之间不相关，这就将产生平坦的频率响应，从而具有单边功率谱密度：PSD等于两倍的量化噪声功率与采样频率之比。因此，尽管总的量化噪声功率保持不变，量化噪声的PSD随着采样频率的增加而减低，即，采样频率每增加一倍，信噪比大约增加3分贝。 揭开Σ-ΔADC的神秘面纱 技术分类：模拟设计 | 2010-08-06 嵌入式公社 越来越多的应用，例如过程控制、称重等，都需要高分辨率、高集成度和低价格的ADC。新型Σ-Δ转换技术恰好可以满足这些要求。然而，很多设计者对于这种转换技术并不十分了解，因而更愿意选用传统的逐次比较ADC。Σ-Δ转换器中的模拟部分非常简单（类似于一个1bit ADC），而数字部分要复杂得多，按照功能可划分为数字滤波和抽取单元。由于更接近于一个数字器件，Σ-ΔADC的制造成本非常低廉。 常用材料施工现场取样方法 序号材料名称取样单位取样数量取样方法 01 通用水泥同生产厂、同品种、同强度等级、同编号水泥。散装水泥≤500t/批；袋装水泥≤200t/批。存放期超过3个月必须复试≥12kg 1.散装水泥：在卸料处或输送机上随机取样。当所取水泥深度不超过2m时，采用散水泥取样管，在适当位置插入水泥一定深度取样。 2.袋装水泥：在袋装水泥堆场取样。用袋装水泥取样管，随机选择20个以上不同部位，插入水泥适当深度取样。 02 钢筋混凝土用钢筋热轧带肋钢筋钢筋、钢丝、钢绞线均按批检查，每批由同一厂别、同一炉罐号、同一规格、同一交货状态、同一进场（厂）时间组成≤60t/批拉伸2根冷弯2根 1.试件切取时，应在钢筋或盘条的任意一端截取500mm；2.凡规定取2个试件的（低碳钢热轧圆盘条试件除外）均从任意两根（或两盘中）分别切取，每根钢筋上切取一个拉伸试件、一个冷弯试件；3.低碳钢热轧圆盘条冷弯试件应取自同盘的两端；4.试件长度：拉力（伸）试件L≥5d/10d+200mm;冷弯试件L≥5d+150mm（d为钢筋直径）5.化学分析试件可利用力学试验的余料钻取，如单项化学分析可取L＝150mm（1～5条亦适合于其它类型钢筋） 热轧光圆钢筋拉伸2根冷弯2根 低碳钢热轧圆盘条拉伸1根冷弯2根 预热处理钢筋拉伸2根冷弯2根 03 冷轧带肋钢筋按批检验，每批由同一牌号、同一外形、同一规格、同一生产工艺和同一交货状态组成≤60t/批拉伸逐盘1个，冷弯每批2个 04 冷拔低碳钢丝①抽样条件同上甲级：每盘/批乙级：同直径钢丝≤5t/批甲级：拉力1个，180°反复弯曲1个乙级：拉力3个，180°反复弯曲3个 1.甲级：在每盘钢丝上任一端截去不少于500mm 后截取两个样，分别作拉力和反复弯曲试验；2.乙级：从任三盘中，每盘各截取两个样，分别作拉力和反复弯曲试验；3.试件长度：拉力（伸）试件L＝350mm;冷弯试件L＝150mm 05 预应混凝土用热处理钢筋同一外形截面尺寸、同一热处理制度和同一炉罐号≤60t/批拉伸2根从每批钢筋中选取10﹪（≥25盘）进行力学性能试验，从每批钢筋中选取10﹪（≥25盘）进行表面、尺寸偏差检查 06 钢绞线同一牌号、同一规格、同一生产工艺≤60t/批每个性能每盘1根从每批中选取3盘；如每批小于3盘，则逐盘检验。从每盘钢绞线端部正常部位截取一根试样 07 冷拉钢筋同一级别、同一直径的冷拉钢筋组成一批≤20t/批拉伸2根冷弯2根从任意两根分别切取，每根钢筋上切取一个拉伸试件、一个弯曲试件 08 进口钢筋抽样条件同上≤60t/批拉伸2根冷弯2根需先经化学成分检验和焊接试验，符合有关规定后方可用于工程，取样方法参照国产钢筋相关规定 09 钢筋焊接接头电阻点焊骨架热轧钢筋焊点凡钢筋级别、直径及尺寸相同的焊接骨架应视为同一类型制品，且每200件/批，一周内不足200件亦按一批计算抗剪3个钢筋焊接接头取样总则：1.力学性能试验的试件应从每批成品中切取；2.试件尺寸：从焊接部位两端各向外延伸150mm。由几种钢筋直径组合的焊接骨架，应对每种组合做力学性能试验，所切试件尺寸要符合规定要求 冷拔低碳钢丝焊点抗剪3个。对较小钢丝做拉伸3个 电阻电焊网冷轧带肋钢筋或冷拔低碳钢丝焊点凡钢筋级别、直径及尺寸相同的焊接网应视为同一类型制品，每批不应大于30t，或者200件为一批，一周内不足30t或200件亦按一批计算纵、横向钢筋各1个拉伸试件试件长度：两夹头之间的距离不应小于20倍试件受拉钢筋的直径，且不小于180mm；对于双根钢筋，非受拉钢筋应在离交叉焊点约20mm处切断 冷轧带肋钢筋焊点纵、横向钢筋各1个弯曲试件在单根钢筋焊网中，应取钢筋直径较大的一根；在双根钢筋焊网中，应取双根钢筋中的一根；试件长度应大于或等于200mm，弯曲试件的受弯曲部位与交叉点的距离大于或等于25mm 09 钢筋焊接接头电阻点焊网热轧钢筋、冷轧带肋钢筋或冷拔低碳钢丝焊点凡钢筋级别、直径及尺寸相同的焊接网应视为同一类型制品，每批不应大于30t，或者200件为一批，一周内不 电网GIS空间信息服务平台河北省电网GIS数据采集技术方案 二〇一一年八月 目录 第一章概述 (1) 1、项目概述 (1) 2、现有资料分析 (1) 2.1 基础控制资料 (1) 2.2 已有资料 (1) 3、项目主要内容........................................... 错误！未定义书签。 3.1 基础地理信息数据获取.............................. 错误！未定义书签。 3.2 电网设备空间数据采集.............................. 错误！未定义书签。 4、主要技术指标........................................... 错误！未定义书签。 4.1作业技术依据...................................... 错误！未定义书签。 4.2平面及高程基准.................................... 错误！未定义书签。 4.3 数据格式.......................................... 错误！未定义书签。 4.4 分幅编号.......................................... 错误！未定义书签。 4.5 数据取位.......................................... 错误！未定义书签。 5、硬件和软件配置........................................ 错误！未定义书签。 5.1 硬件配置.......................................... 错误！未定义书签。 5.2 软件配置.......................................... 错误！未定义书签。第二章电网设备空间数据采集 (2) 1、精度要求 (2) 2、电网设备空间数据采集内容 (2) 2.1 公共设施数据采集 (2) 2.2 发电数据采集 (3) 2.3 输电数据采集 (4) 2.4 变电数据采集 (6) 2.5 配电数据采集 (7) 2.6 用电数据采集 (9) 3、电网设备空间数据采集方案 (10) 3.1 资料准备 (10) 3.2 作业方法及流程 (10) 过采样技术在通信信号处理中的应用 1 引言 目前通信信号传递总量较大，对信号进行统计具有时变性，有较多通信信号在全面发送之前都被调节成周期信号，会促使信号产生周期性变化。但是当前常见的信号处理技术很难从本质上突出此类特征，导致信号实际处理精度值不断降低[1]。所以当前需要对平衡与非平稳信号之间的变化特征进行分析，更好地获取周期性统计量特殊信号，此类信号是循环平稳信号，通过此类信号有效应用能够提升信号处理准确性，对信号进行处理的重要技术就是通过通信信号平稳循环的过采样技术。 2 过采样技术 过采样技术就是将相关技术人员对模数转换器性能进行强化的应用技术。通过对量化噪声进行控制，能够全面提升模数转换器信噪比，提高模数转换器基本分辨率[2]。通过过采样技术有效应用不会导致运行电路基本运行负载值进一步扩大，能够在原有的分辨率基础上对模拟电路进行优化处理，便于相关技术人员进行操作，所以当前在通信信号处理中的应用范围不断扩大。过采样技术在通信信号处理中有效应用，要对实际获取的信号波特率基本速率进行采样。对获取的数据进行分析，如果实际输入的信号比量比阶梯更大，则输入的信息基本振幅布局处于随机运行状态。在采样过程中采样频率发生什么变化，其中量化噪声整体功率都不会发生较大变化，正常情况下仅仅会出现相应常数。现阶段要想促使通信信号能保持稳定，提升信号循环输送，重点要发挥出采样技术应用价值。通过采样技术合理应用能够促使收集的通信信号能够处于稳定的循环中。能使得相应信号统计计量即使展示，还能对信号提供相应补偿，所以当前在信号处理过程中过采样技术应用具有较大的实践价值。 3 调制信号基本分类与识别 在通信信号研究范围内，对通信信号进行分类以及调制不同类别是重要组成部分，现阶段我国相关部门为了避免社会个人对无线频谱进行随意利用以及破坏，需要对通信信号进行有效识别。比如军事作战过程中，有相关军事部分要组织技术人员对军事战场中传递、分 采样和滤波 数字计算机的普及促进了语音学的研究, 使人们能够快速, 大量, 低成本地记录, 保存, 交换和分析声音信号. 然而, 由于数字计算机的核心是用离散的数字量来表达和记录所 有信息的, 它从本质上不能被用来描述人类已有的全部数学概念和方法, 当然也就不能完全精确地表达所有的物理概念和物理测度. 单就声音信号来说, 物理上我们所希望测量的可能是声压随时间的变化, 它在数学上对应着某个关于时间的连续函数. 数字计算机不能直接表达这种连续信号, 而只能表达离散的时间序列(即离散信号). 它甚至不能表达所有的离散信号, 而只能表达在取值上也是离散的离散信号(即 数字信号). 所以我们用计算机来处理任何一种物理信号时所面临的首要问题就是连续信号的数字化问题(或称"模/数 转换"问题). 一般人们把连续信号到离散信号的过程叫采样, 把测量值本身的离散化过程叫量化. 这里我想讲清楚的是采样问题.使用计算机前我们必须明确采样过程对原始的连续 信号所造成的影响, 然后才能有信心地做后续的各种处理和分析工作. 著名的采样定理(Nyquist-Shannon sampling theorem)就是帮助我们建立这种信心的一个重要的指导性定理. 但是很遗憾, 人们容易对它有一些经常性的误解. 现在 我试试能不能尽量少用数学语言地把它说清楚.定理涉及了 几个概念, 包括"采样”,“采样频率",“带宽"和"完全重构". 首先, "采样”在这里指的是理想采样, 即直接记录信号在某时间点的精确取值. 所以说, 采样定理只涉及到了从连续信号到离散信号的理想采样过程, 而未涉及到对测量值的量化过程. 其次, “采样频率"指单位时间内的采样点数, 它还暗示了这里讨论的采样是一种周期性的操作, 非周期性采样不在它讨论的范围之内. 第三,“带宽"是一个信号的一种频域参数. 这里不得不提到"傅立叶分析"这种数学方法. 极简略地说, 满足某种数学条件的一个随时间变化的信号(现实中的物理 信号大多满足该条件), 或称时域信号, 可以被变换成一个随频率变化的信号(或称频域信号), 这对时域信号和频域信号之间的关系是通过由傅立叶提出的变换和反变换计算方法 确定的. 时域信号和频域信号其实是对同一物理测度从不同角度各自完备的表述. 当通常的时域信号被变换到频域内时, 它取值不为零的部分所跨越的频率范围就是这个信号的带宽. 定理中关于带宽的表述有时会被误用成"信号最高频率 的两倍", 因为对于具有低通性质的信号来说, 其通带最高截止频率和带宽是一至的. 还好, 这个误解对语音处理的影响不是很大. 第四, 所谓"完全重构"指的是给定了前面条件下 得到的精确采样值, 数学上可以精确地计算出原来连续信号中任何一个时间点的信号值. 其实, 从定理的数学证明中可以顺带推出用来"完全重构"原始信号的数学公式(即 抽样定理及应用 2.1课程设计的原理 2.1.1连续信号的采样定理 模拟信号经过 (A/D) 变换转换为数字信号的过程称为采样，信号采样后其频谱产生了周期延拓，每隔一个采样频率 fs ，重复出现一次。为保证采样后信号的频谱形状不失真，采样频率必须大于信号中最高频率成分的两倍，这称之为采样定理。时域采样定理从采样信号 恢复原信号 必需满足两个条件： (1) 必须是带限信号，其频谱函数在 ＞ 各处为零；（对信号的要求， 即只有带限信号才能适用采样定理。） (2) 取样频率不能过低，必须 ＞2 （或 ＞2）。（对取样频率的要 求，即取样频率要足够大，采得的样值要足够多，才能恢复原信号。）如果采样频率 大于或等于 ，即 （ 为连续信号 的有限频谱），则采样离散信号能无失真地恢复到原来的连续信号 。一个频 谱在区间（- ， ）以外为零的频带有限信号，可唯一地由其在均匀 间隔 （ ＜ ）上的样点值 所确定。根据时域与频域的对称性， 可以由时域采样定理直接推出频域采样定理。一个时间受限信号()t f ，它集中在（m m ωω+-,）的时间范围内，则该信号的频谱()ωj F 在频域中以间隔为1ω的冲激序列进行采样，采样后的频谱)(1ωj F 可以惟一表示原信号的条件为重复周期 m t T 21≥，或频域间隔m t f 21 21≤ = πω（其中112T πω=）。采样信号 的频谱是原 信号频谱 的周期性重复，它每隔 重复出现一次。当s ω＞2 时， 不会出现混叠现象， 原信号的频谱的形状不会发生变化，从而能从采样信号中恢复原信号。 ＞2的含义是：采样频率大于等于信号最高频率的2倍；这里的“不（注： s 混叠”意味着信号频谱没有被破坏，也就为后面恢复原信号提供了可能！） (a) (b) (c) 图* 抽样定理 a)等抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠） b)高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠） c) 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠） 2.1.2信号采样 如图1所示，给出了信号采样原理图 试析过采样技术在通信信号处理中的意义 摘要：过采样技术具有将通信信号平稳循环化，使之更易于处理的技术特性，因此许多需要使用通信信号的技术在处理信号之前都会利用过采样技术对待处理信号进行过滤，以达到提高信号处理精度的目的。这种应用模式令过采样技术获得了极其广泛的应用，包括盲均衡与盲辨识、调制信号、盲源分离、信号检测、雷达信号在内的多个领域都利用了过采样技术来处理通信信号。本文将从过采样技术的机理和其在实际领域中的多重应用特征分析其具体的应用意义，解析其在通信信号处理中的价值和必要性。 关键词：过采样技术；通信信号处理；应用意义 信号统计量具有时变性，这是因为发送的通信信号在发送前基本都被调制成了周期信号，会不停产生周期性变化。但普通的信号处理技术很难反映出这一特性，导致了处理精度的下降。因此我们需要一种具有非平稳信号和平稳信号之间特征，且能反映周期性统计量的特殊信号——循环平稳信号，利用这种信号我们不仅可以提高信号处理的精度，更能提高信号处理的效率，而获得这种信号的关键技术就是能将通信信号循环平稳化的过采样技术。 一、过采样技术概述 过采样技术是针对接收信号的一种采样处理方法，其技术特征是采样速率比波特率高。由于过采样的采样速率一定比Nyquist速率下的采样速率要高，所以只要总功率保持不变，通过信号采样的量化理论能够得出如下结论：如果输入信号在变化幅度上呈现随机分布，但最小幅度仍超过量化阶梯，则量化后的噪声总功率必然是常数，和采样频率不发生关系。过采样技术降低了信号噪声，显著提高了信噪比，并且规避了频谱混叠的干扰现象，能够令经过处理的信号呈现出循环平稳的特征，为后续的信号处理提供方便。 二、过采样技术应用于通信信号处理的现实意义 （一）过采样技术在盲均衡与盲辨识方面的应用意义 数字通信与无线通信系统均存在码间干扰，对通信的影响很大，因此在传统的通信信号处理中，需要令信道实现均衡与辨识，采用的方法有两种，一种是将训练序列发送出去，另一种是将信道相关的先验知识作为依据。这种处理方式虽然有效，但有时会存在无法获取训练序列、成本过高导致无法采用等问题，在这 基于DSP的过采样技术 1 引言 模数（AD）转换通常是数字信号处理应用中的第一步，依据应用的不同，对模数转换器（ADC）也有不同的要求，衡量模数转换器的最重要的标准是它的转换速率、分辨率和精度。应用过采样技术，再加上适当的数字滤波和抽取，就可以得到比原有的ADC更高的分辨率。 在数字信号处理器（DSP）中应用过采样技术需要快速ADC以非常快的速度来采样模拟信号，并且需要快速DSP来执行数字低通滤波和抽取。TI公司出品的DSP芯片TMS320LF2407采用3．3V供电，30MIPS的执行速度使得指令周期缩短至33ns，内置有10位的AD转换器，最小转换时间为500ns（详见TI公司的资料：TMS320LF／LC240x DSPController，Systemand Peripherals，2000），这些为在DSP中应用过采样技术创造了条件。 2 过采样降低对模拟抗混叠滤波器的限制 在采样过程中首要的问题是采样频率的选择，Nyquist采样定理指出：若连续信号x（t）是有限带宽的，其频谱的最高频率为fc，对x（t）采样时，若保证采样频率fs≥2fc，那么，就可由采样信号恢复出x（t）。在实际对x（t）作采样时，首先要了解x（t）的最高截止频率fc，以确定应选取的采样频率fs。若x（t）不是有限带宽的，在采样前应使用抗混叠（anti－aliasing）滤波器对x（t）作模拟滤波，以去掉f＞fc的高频成分。 因此，在AD转换前就需要模拟低通滤波器具有尖锐的滚降特性，来限制模拟信号的频谱。一个理想的滤波器应能让所有低于fs／2的频率通过，而完全阻隔掉所有大于fs／2的频率。通常，滤波器和采样频率的选择是将我们感兴趣的频带限制在DC和fs／2之间。 用更高的采样频率可以降低对低通滤波器的限制，图1所示为以2倍的原采样频率对模拟信号进行采样，在这种情况下，滤波器的截频为fs／2，阻带的起始频率为fs，这样就可以让所有我们感兴趣的频率通过，而抑制掉所有高于fs 的频率。但这样做违反了Nyquist采样定理，所以还需要用ADC后的数字滤波器来将信号的频率限制到fs／2以下。采用了过采样后的这种抗混迭滤波器可以得到简化，允许的通带到阻带的过渡区很宽。 3 过采样提高信噪比 经模拟滤波后，模拟信号被采样并转换成数字值，因为数字域仅包含有限的字长，若要用它来表示连续信号，就要引入量化误差，最大量化误差为±0．5LSB。因为一个N位的ADC的输入范围被分成2N个离散的数值，每一个数值由一个N 位的二进制数表示，所以，ADC的输入范围和字长N是最大量化误差的一个直接表示，也是分辨率的一个直接表示。代表数字值的字长决定了信噪比，因此通过增加信噪比可以增加转换的分辨率。加入三角波信号可提高信噪比（详见TI公司的资料：Oversampling Techniques Using theTMS320C24x Family，June 1998）。 中文词条名：环刀现场如何取样 英文词条名： 环刀取样部位 现场取样 施工手册质量控制与检验 1.对大基坑每(50-100)㎡应不少于1个检验点 2.对基槽每(10-20)M应不少于1个检验点; 3.每一个独立柱基础不应少于今1个检验点.采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，每层检验点的检距应小于4M; 4.竣工验收采用荷载试验检验垫层承载力时，每个单体工程不宜少于3点;对于大型工程则应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数. 5.对灰土.砂和砂石.土工合成材料.粉煤灰等地基，应对地基强度或承载力进行检验，检验数量，每单位工程不应少于3点，1000㎡以上的工程每100㎡至少有1点，3000㎡以上的工程，每300㎡至少有1点. 6.当用环刀取样时，取样点应位于每层2/3的深度处.每层厚度为20-25CM，(环刀法适用于细粒径，粗粒径适用于灌砂法和灌水法). 土工试验方法标准GB/T 50123 根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 垫层压实系数A。为土的控制干密度与最大干密度的比值。可由公式表示：由试验室击实试验确定) 根据的定义：值越大，则土的控制干密度越接近最大干密度表明垫层的压实质量越好；反之，表明垫层的压实质量越差。因此，A的大小，表明了垫层的压实质量。所以A，的大小成为灰土垫层的质量检验的一种手段，一般情况下，在地基主要受力层范围以内要求A≥0.97，在地基主要受力层范围以下要求A≥0.95，并且垫层的施工应保证每层A，符合设计要求后方可铺设上层土。 过采样技术提升ADC采样精度 其实原理很简单, 很容易明白, 怎样实现提高分辨率? 假定环境条件: 10位ADC最小分辨电压1LSB 为1mv 假定没有噪声引入的时候, ADC采样上的电压真实反映输入的电压, 那么小于1mv的话,如ADC在0.5mv是数据输出为0 我们现在用4倍过采样来, 提高1位的分辨率, 当我们引入较大幅值的白噪声: 1.2mv振幅(大于1LSB), 并在白噪声的不断变化的情况下, 多次采样, 那么我们得到的结果有 真实被测电压白噪声叠加电压叠加后电压ADC输出ADC代表电压 0.5mv 1.2mv 1.7mv 1 1mv 0.5mv 0.6mv 1.1mv 1 1mv 0.5mv -0.6mv -0.1mv 0 0mv 0.5mv -1.2mv -0.7mv 0 0mv ADC的和为2mv, 那么平均值为: 2mv/4=0.5mv!!! 0.5mv就是我们想要得到的 这里请留意, 我们平时做滤波的时候, 也是一样的操作喔! 那么为什么没有提高分辨率????? 是因为, 我们做滑动滤波的时候, 把有用的小数部分扔掉了, 因为超出了字长啊, 那么0.5取整后就是0 了, 结果和没有过采样的时候一样是0 , 而过采样的方法时候是需要保留小数部分的, 所以用4个样本的值, 但最后除的不是4, 而是2! 那么就保留了部分小数部分, 而提高了分辨率! 从另一角度来说, 变相把ADC的结果放大了2倍(0.5*2=1mv), 并用更长的字长表示新的ADC值, 这时候, 1LSB(ADC输出的位0)就不是表示1mv了, 而是表示0.5mv, 而(ADC输出的位1)才是原来表示1mv的数据位, 下面来看看一下数据的变化: ADC值相应位9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0.5mv测量值0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0mv(10位ADC的分辨率1mv,小于1mv无法分辨,所以输出值为0) 叠加白噪声的4次过采样值的和0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2mv 滑动平均滤波2mv/4次0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0mv(平均数, 对改善分辨率没作用) 过采样插值2mv/2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2mv/2=0.5mv, 将这个数作为11位ADC值, 那么代表就是0.5mv 这里我们提高了1位的ADC分辨率 这样说应该就很简单明白了吧, 其实多出来的位上的数据, 是通过统计输入量的分布, 计算出来的, 而不是硬件真正分辨率出来的, 引入噪声并大于1LSB, 目的就是要使微小的输入信号叠加到ADC能识别的程度(原ADC最小分辨率). 理论来说, 如果ADC速度够快, 可以无限提高ADC的分辨率, 这是概率和统计的结果 但是ADC的采样速度限制, 过采样令到最后能被采样的信号频率越来越低, 就拿stm32的ADC来说, 12ADC, 过采样带来的提高和局限 分辨率采样次数每秒采样次数 12ADC 1 1M 13ADC 4 250K 血液、病料等样品的采集方法及技术要求 采集动物血液是动物疫病采样的一项重要内容，对疫病检测意义重大。采血过程中应严格保持无菌操作。采血前，应用酒精棉对采血部位局部消毒。采血完毕，局部消毒并用干棉球按压止血。采血用的注射器和试管必须保持干燥无菌。在采血，分离血清的过程中，应避免溶血。几种常用的动物采血方法介绍如下： 一、禽的采血方法 1.雏鸡心脏采血左手抓鸡术者手持采血针平行颈椎从胸腔前口插入，回抽见有回血时，即把针芯往外拉使血液流入采血针。 2.成年禽心脏采血成年禽只采血可采用侧卧或侧卧保定。 （1）侧卧保定采血助手抓住禽两翅及两腿，右侧卧保定，在触及心搏动明显处，或胸骨脊前端至背部下凹处连线的1/2处消毒，垂直或稍向前方刺入2——3厘米，回抽见有回血时，即把针芯往外拉使血液流入采血针。 （2）仰卧保定采血胸骨朝上，用手指压离嗉囊，露出胸前口，用装有长针头的注射器，将针头沿其锁骨俯角刺入，顺着体中线方向水平穿行，直到刺入心脏。 3.翅静脉采血在翅下静脉处消毒，手持采血针，从无血管处向翅静脉丛刺入，见有血液回流，即把针芯向外拉使血液流入采血针。 也可保定禽只，使翅膀张开。露出腋窝部，拔掉羽毛，用消毒棉消毒。拇指压近心端，待血管怒张后，用装有细针头的注射器，由翼根向翅方向平行刺入静脉，放松对近心端的按压，缓慢抽取血液，采血完毕用棉球按压止血。 二．猪的采血方法 1.耳缘静脉采血站立保定，助手用力在耳根捏压静脉的近心段，手指轻弹后，用酒精棉球反复涂擦耳静脉使血管怒张。沿血管刺入，见有血液回流，缓慢抽取所需量血液或接入真空采血管，用棉球按压止血。 2.前腔静脉采血 （1）站立保定，保定器保定让猪头仰起，露出右腋窝，从右侧向心脏方向刺入，回抽见有回血时，即把针芯向外拉使血液流入采血针。 （2）侧卧保定，把前肢向后方拉直。一般用装有20号针头的注射器采血。其穿刺部位在胸骨端与基部连线上胸骨端旁开20厘米的凹陷处，向后内方与地卖弄呈60度角刺入2—3厘米，当进入约2厘米时可一边刺入一边回抽针管内芯；刺入血管时即可见血进入针管内，采血完毕，局部消毒。 3.股静脉采血法麻醉并仰卧固定动物。用摸脉法在腹股沟找到股静脉，用手指按压静脉上部，使血管怒张，将针头刺入静脉内，有回血，则缓慢抽取所需血液。 4.桡头静脉采血在前肢小腿前外剪毛，消毒，用橡皮管勒紧压迫或用手握紧前肢关节以上部位，可见桡骨前侧有充盈隆起的桡骨静脉。左手握紧或稍向下拉进针部位皮肤，使针穿信号采样原理
ADC过采样
常用材料现场取样方法
数据采集技术规范V1.2-0811
过采样技术在通信信号处理中的应用
采样和滤波
应用_MATLAB实现连续信号的采样与重构
试析过采样技术在通信信号处理中的意义
基于DSP的过采样技术
现场环刀取样图及技术要求
过采样技术提升ADC采样精度
采样要求