基于USB的便攜式動態(tài)信號分析儀的設(shè)計（開題報告）
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間變化的，如機械、結(jié)構(gòu)振動的位移、速度、加速度；沖擊的加速度；噪聲的聲壓和壓強等動態(tài)參數(shù)。動態(tài)測試、分析的物理量，一般是被測對象（機械、結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)）在一定的運行環(huán)境中受到某種激勵的動態(tài)響應(yīng)。它能反映實際對象在運行中的動態(tài)行為，也能在某種程度上反映被測系統(tǒng)的動態(tài)性能。
動態(tài)測試技術(shù)是指由傳感器將隨時間變化的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后?jīng)過數(shù)據(jù)采集將連續(xù)模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的過程。將連續(xù)變化的信號在時域離散化，稱為采樣。將時域離散、幅值域連續(xù)變化的信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉涤螂x散的數(shù)字信號，稱為量化。時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，為了保證數(shù)據(jù)采集的精度減少隨機誤差，信號需要不同量程放大，以便盡量滿量程采樣。傳統(tǒng)的動態(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，并進行顯示、記錄或進一步分析處理。這些連續(xù)變化的模擬量信號顯示、記錄的精度低、抗干擾能力差，而且不便進行進一步分析處理。通過動態(tài)測試技術(shù)，即可將模擬信號量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，便于存儲、傳輸和分析處理。動態(tài)測試的對象是動態(tài)信號，為快變參數(shù)，比起用于常規(guī)工業(yè)控制或靜態(tài)信號的測試技術(shù)有著更高的要求。
傳統(tǒng)的動態(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、嵌在計算機內(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，比如安裝麻煩，價格昂貴，尤其是受計算機插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制，可擴展性差，在一些電磁干擾性強的測試現(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，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)都大大加快了計算機在測試和控制領(lǐng)域的擴展，不僅如此，隨著新型總線技術(shù)的出現(xiàn)動態(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，支持熱插拔，簡稱USB總線。