张 挺，秦华伟

（杭州电子科技大学 机械电子工程研究所，浙江 杭州310008）

基于ARM的微弱信号采集系统的设计

张 挺，秦华伟

（杭州电子科技大学 机械电子工程研究所，浙江 杭州310008）

为提取噪声背景下的微弱信号，提出了一种硬件与软件相结合的实现方案。采用仪表放大技术和单片机控制技术相结合对数据进行检测和处理。该系统优化硬件调理电路设计，保证采集数据的精度要求。利用ARM实现基于数字相关的算法，改善信噪比，有效恢复淹没于强背景噪声中的微弱信号。最后通过对模拟低频微弱电流信号的检测实验，充分显示了该系统在微弱信号检测方面的实用性和有效性。

微弱信号；仪表放大器；改善信噪比；数字相关

对于绝大多数数据采集系统而言，其采集对象一般都为大信号，即有用信号的幅值远远大于噪声，然而在一些特殊的场合，采集到的信号往往很微弱，并且常常被随机噪声所淹没。这种情况下，仅仅采用放大器和滤波器无法有效的检测出微弱有用信号[1-2]。本系统硬件电路针对溶解氧传感器输出的微弱低频电流信号，利用仪表放大器有效抑制共模噪声，通过ARM处理器的数字相关算法优化，保证采集系统的精度要求。

由于确定信号在不同时刻取值具有很强的相关性，而噪声一般都是随机信号，不同时刻其相关性较差。相关检测技术就是基于信号与噪声统计学的特点，充分利用它们的相关性，从而实现微弱信号的提取和降噪的目的。……