[实用新型]一体化框架波变换分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试和分析仪器，特别涉及一种一体化框架波变换分析仪。 

背景技术

正如快速傅里叶变换（FFT）分析仪的出现对于科学实验和工程应用具有划时代贡献一样，开发小波变换分析仪具有重大的学术和应用价值。重庆大学测试中心与20世纪九十年代末开发了首台填补国内外空白的虚拟式小波变换分析仪，但该仪器的功能相对简单，集成性和便携性也较差，因此它无法满足在机械工程领域复杂环境下对信号分析的高级要求。此外，国内外还针对不同的分析需求开发了各种的小波分析软件，但他们均未能形成一台完整的可供实际使用的测试仪器。 

因此需要一种能应用在科学实验和工程现场的便于携带的并且适合非线性非平稳信号的机械振动信号的测试和分析的虚拟式小波变换分析仪。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能应用在科学实验和工程现场的便于携带的虚拟式小波变换分析仪；该仪器结合虚拟仪器技术和一体化仪器技术，弥补了现有小波变换分析仪的缺点，特别是适合非线性非平稳信号的机械振动信号的测试和分析。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现的： 

本实用新型提供的一体化框架波变换分析仪，包括信号采集模块和信号调理模块、嵌入式系统；所述信号采集模块，用于采集模拟信号和将模拟信号转化成数字信号；所述信号调理模块，用于分别将采集的模拟信号和获得的数字信号进行信号调理；所述嵌入式系统，用于实现数字信号的框架波变换。

进一步，所述信号采集模块包括传感器和数据采集卡，所述传感器，用于采集模拟信号；所述数据采集卡，用于将滤除高频干扰信号的模拟信号转化为数字信号； 

进一步，所述信号调理模块包括模拟信号调理模块和数字信号调理模块，所述模拟信号调理模块包括放大器和滤波器，所述放大器，用于对传感器输出的数据信号进行放大；所述滤波器，用于滤除高频干扰信号；所述数字信号调理模块包括数字信号处理器，所述数字信号处理器，用于将数字信号进行滤波后将其传输进嵌入式系统；

进一步，所述嵌入式系统设置有用于实现框架波变换功能的虚拟仪器模块；

进一步，所述虚拟仪器模块包括数据采集模块、文件管理模块、小波变换模块、小波分析模块和高级分析模块；

所述数据采集模块用于存储初始化状态的设置参数；

所述文件管理模块包括数据保存、数据回放和数据输出；

所述小波变换模块包括用于对连续实小波进行变换的连续实小波变换模块、用于对连续复小波进行变换的连续复小波变换模块、用于提取模极大值的小波系数的小波系数模极大值提取模块、用于提前小波脊线的小波脊线提取模块，用于小波基选择和尺度设置的小波基选择和尺度设置模块、用于对具有临界采样特性的离散小波进行变换的具有临界采样特性的离散小波变换模块、用于对二进小波进行变换的二进小波变换模块、用于对离散小波变换阈值进行降噪与压缩的离散小波变换阈值降噪与压缩模块、用于对二进小波变换阈值进行降噪与压缩的二进小波变换阈值降噪与压缩模块、用于基于软阈值和二进小波模极大进行的信号降噪的基于软阈值和二进小波模极大的信号降噪模块、用于分解小波的小波包分解模块、用于最佳小波包分解的最优小波包树模块、小波包降噪与压缩模块、小波基选择和分解层数设置模块；

所述小波分析模块包括用于二个生成元的小波框架分解与重构的框架波变换模块I和用于生成元的小波框架分解与重构的框架波变换模块II；

所述高级分析工具功能包括基于小波脊线的解调分析模块、重分配小波尺度谱模块、小波匹配追踪模块；

进一步，还包括显示器、电源机箱、面板调控件、打印机和D/A输出接口，所述显示器、电源机箱、面板调控件、打印机和D/A输出接口分别与嵌入式系统连接；

进一步，还包括用于存储采集的数字信号的存储器，所述存储器设置于嵌入式系统中。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用将虚拟仪器和一体化仪器相结合的技术，开发出一体化框架波变换分析仪，该仪器可用于科学实验和工程现场的信号测试和分析，特别是适合非线性非平稳信号的机械振动信号的测试和分析，弥补了现有虚拟式小波变换分析仪的相对功能简单，便携性较差的缺点。 

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。 

附图说明