基于肌音信號的仿生手信號采集系統設計
A/D選擇:PMD-1608FS型號的采集卡即可滿足要求,它集成度高,應用簡單。PMD系列是USB接口的多功能數據采集控制器,采用單芯片技術,集成度高,價格便宜,穩定性高,是目前性價比最高的多功能數據采集控制器。
3.6 電源
應用電路中普遍的干擾源為電源,電源線上的噪聲可以通過有源器件的電源引腳傳到芯片內。硬件系統中經試驗得知,AD620必須工作在雙極性電源的情況下。故需要的電壓為:5 V,為傳感器供電和濾波電路運算放大器供電;+9 V,-9 V,分別給AD620芯片和運算放大芯片供電。電路中使用的芯片:
(1)LM2940,穩+5 V電壓,TO-220封裝。特點是在整個溫度范圍內失穩電壓約為0.5 V,屬于低失穩穩壓芯片。此外,還具有靜態電流降低電路,當輸入與輸出的電壓差大于3 V時,可以自動降低靜態電流。
(2)7809,穩+9 V電壓,TO-220封裝。特點是有內部過流、熱過載和輸出晶體管安全區保護功能,電路使用安全可靠,最低失穩電壓是2 V。
(3)7909,穩-9 V電壓,TO-220封裝。特性與7809芯片一樣。
3.7 實際電路原理圖
實際電路原理圖如圖9所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/162978.htm
4 電路性能的實驗驗證
從圖10中可以明顯地看到,經硬件濾波以后,信號幅值被放大,原始信號的高頻噪音部分被濾除,信號特征更為明顯。
5 肌音信號軟件處理初步介紹
采集軟件是基于原采集卡軟件的VB程序。因為原采集卡軟件采集頻率和數據量都有限制,現用的VB程序在功能上對原軟件進行了補充,滿足了本系統的采集要求,因此予以采用。程序的界面如圖11所示。該程序將采集的數據以txt格式保存于指定目錄下。最終將用Matlab軟件調用txt文件中的數據,利用Mat-lab軟件強大的分析功能完成信號數據的分析。
6 結語
利用肌音信號作為信號源,通過對傳感器、放大電路、濾波電路、電源模塊、A/D轉換等幾個方面的詳細介紹,得到了采集理想肌音信號的采集系統設計過程。采集到的信號平穩清晰,噪音基本濾除,通過對采集軟件的處理,最終可以利用Matlab軟件進行信號特征的分析,通過對信號時域若干個特征的分類識別,可以實現對手部張緊一握緊等動作的辨別,最終可以利用辨別結果產生控制信號對仿生手進行控制。
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