浅析基于DSP的嵌入式电子信号故障检测技术

浅析基于DSP的嵌入式电子信号故障检测技术
摘要：传统的电子信号故障检测技术，不仅在数据采集方面的效率相对较低，
在数据完整度和精准度方面也相对较差，导致电子信号故障检测方面存在一定的
缺陷。

因此，在这样的情况下，电子领域为了尽最大程度上保证电子信号的稳定性，逐渐将电子信号故障检测技术基于DSP嵌入式展开，提升电子信号故障检测
的效果。

本文提出DSP的嵌入式电子信号故障检测技术，其目的就是保证数据采
集的效率、准确度和完整度，以此实现电子信号故障检测，确保电子信号的稳定性。

关键词：电子信号；故障检测技术；DSP；数据；
为了保证电子信号的稳定性，逐渐将信号故障检测技术应用到其中，其目的就是判断电
子信号是否出现异常。

同时，信号故障检测技术主要是对各项数据进行采集和测量，并且进
行提取，以此做出准确的判断。

但是，传统的信号故障检测技术在长期使用的过程中，经常
会出现各种问题，检测的准确性和效果都不是很理想。

因此，随着各项科学技术的发展，提
出基于DSP嵌入式电子信号故障检测技术，主要是通过测试通道对各项数据进行获取和测量，并且在数据变更采样率的时候，也可以选择合适的通道进行，这样具有一定的方便性，也可
以为电子信号数据的运行和处理，提供针对性的服务，以此保证电子信号故障检测的有效性。

一、DSP分析
1、DSP也叫做数字信号处理，主要是面向电子学科的一项技术形式【1】。

其实，大部
分信号的初始形态，都是根据事物的变化展开运动变化，因此为了更好的获取、测量和处理
他们，DSP主要是采用传感器，将各项数据的特征转换形成电信号，并且等到这些电信号处
理完成是以后，就需要再进行转换，形成的能看见、能听见和能利用的数据形态。

2、DSP将计算机作为依托，根据指令对二进制的数据信号进行计算，以此保证DSP处理的准确性。

信号故障检测的前后，都是需要一些辅助电路，并且和数字信号处理器构成一个
系统，这样可以大大提升信号故障检测的效果。

3、DSP在数据信号故障检测和处理方面相对较为常用，并且就获取数据来源的角度来说，信号的获取是多方面的，这样可以为数据的检测和处理，提供基础性的支持，同时也保证了
数据的完整性。

二、电子信号分析
在电子信号故障检测之前，需要对电子信号的相关内容进行了解，这样可以有针对性做
出检测，以此保证检测的有效性。

电子信号的详细内容如下。

1、电子信号主要分为数字信号和模拟信号，并且通过利用电子学的方式进行传输、处理，并且也是储存外界信息的一个重要的载体【2】。

同时，在空间中传输的时候，主要是
电磁波进行，其中红外线相对较为常用，主要是因为红外线使用相对较为直接，可以在电子
信号获取方面，提供便利的条件，其获取的速度也相对较快。

2、模拟信号主要是利用电压幅度和频率的组合，对各项信号进行表达，就以显示器为例，显示器中控制显示管的模拟信号，一般是通过电压大小，以及不同频率显示垂直同步、
帧同步和色彩等信号。

数字信号主要是呈现“0”和“1”两个状态，其中如果高于某个电压值可
以认为是“1”，反之为“0”，并且这些也为计算机在数据处理方面，提供了便利的条件。

同时，可以将各项信号数据进行转换，将数字信号转换成模拟信号，这样可以就促使电子信号呈现
可用、可听、可见的电子信号，以便使用。

3、电子信号随着变化的电压或者电流也会产生一定的变化，因此在数学描述方面，可
以将其表示为时间函数，再描绘出其图形，这样便于对电子信号的观察【3】。

三、技术结构
在电子信号故障检测的时候，为了克服传统电子信号故障检测存在的弊端和缺陷，逐渐
将电子信号故障检测技术基于DSP嵌入式之上实施，其目的就是保证各项数据的准确性和完
整性，提升电子信号故障检测的效果。

下面就对基于DSP嵌入式电子信号故障检测技术结构
相关内容，进行了分析和阐述。

（一）技术构成
电子信号故障检测技术在DSP嵌入式的基础之上，主要是由信号采集模块、模/数据转
换模块、数据分离模块等方面组成。

这几点技术内容如下。

1、数据采集模块。

数据采集模块是基于DSP嵌入式电子信号故障检测技术中一项基础
内容，主要是由TMS320C1X定点 DSP芯片结合FPGA构建的 DSP+FPGA双 CPU结构，并且构
建两个数据信息通道，进而对电子信号中的各项数据进行准确、有效的采集，以此保证各项
数据采集的效率【4】。

同时，根据电子信号的实际情况，可以实现多通道的数据收集，这
样可以在一定程度上保证数据的完整度和全面性。

2、模/数据转换模块。

模/数据转换模块主要是针对各项采集的数据进行转换，形成可见、可听、可使用的数据形态。

同时，模/数据转换模块是以AD7656模/数转换芯片为核心，这
样在数据转换以后，可以保证其格式的统一性。

另外，可以利用小波计算的方式，分析电子
信号数据是否出现异常，并且可以针对异常情况，做出相应的处理，以此保证电子信号的稳
定性。

3、数据分离模块。

通过利用控制电路对各项已经转换完成的数据进行分离处理，主要
是将带有故障的信号分离处理，以此保证电子信号故障处理的效果，也为电子信号故障处理
作业的展开，提供了重要的支持。

（二）数据采集
在基于DSP嵌入式电子信号故障检测的时候，数据采集属于一项关键性到内容，只有保
证各项数据采集的完整度和准确性，才能保证基于DSP嵌入式电子信号故障检测技术实施的
有效性【5】。

那么，在电子信号数据采集的时候，应当注重以下几个方面。

1、一般情况下，传统的电子信号故障检测数据采集的时候，仅仅是将FPGA作为依靠，
这样不仅检测范围相对较小，对于数据获取的准确性和完整度也相对较差，严重影响传统电
子信号故障检测的效果。

然而，在嵌入式电子信号故障检测的时候，主要是在DSP的基础之上，并且和FPGA相互结合，利用双端口进行数据的采集，这样可以快速对电子信号中的各
项数据进行采集。

2、在基于DSP嵌入式数据采集的时候，可以实现多通道的数据采集，这样可以在一定
程度上保证数据采集的全面性和完整性，为后期的电子信号故障检测，提供了相对便利的条件。

（三）小波算法
基于DSP嵌入式电子信号故障检测的时候，通过利用小波算法，可以对各项转换后的数
据进行计算，并且将数据形成统一的格式，这样可以快速的分析电子信号中存在的故障【6】。

在利用小波算法进行电子信号故障检测的时候，应当从以下几个方面展开。

1、传统的算法主要是利用补零法对电子信号数据进行计算和检测，并且将这些带有异
常的数据进行分离，以此判断电子信号是否存在异常。

但是，在利用该方式的时候，由于补
零法是在输入列的末端实施补零，所以在数据输入期间，很容易造成序列界限间断的现象，
这样对电子信号故障检测的效果，造成了严重的影响。

然而，基于DSP嵌入式电子信号故障
检测的时候，利用小波算法，可以利用专属的乘法器和汇编指令集，并且在C5000 DSP芯片
中进行计算。

2、小波计算的时候，通过利用累加、重复操作，以及循环寻址等的功能，确保小波计
算的效果，以此实现良好的电子信号故障检测，便于后期的处理。

图1：数据采集精准度
四、实例应用
在明确基于DSP嵌入式电子信号故障检测技术基础内容以后，就需要将其应用到具体的
实例中，分析基于DSP嵌入式电子信号故障检测的效果。

（一）数据采样
基于DSP嵌入式电子信号故障检测在具体某实例应用的时候，主要是根据需求的不同，
设置不同的检测板，并且配置了7个AD7656芯片，这样主要是保证在统一的时间内完成各
项通道的数据获取和采集【7】。

同时，本实例主要是采用5V的信号模拟值采集范围，并且
采用频率上限为：100 kHz PGA。

在发送命令的时候，是以十六进制为主，并且最前边的两个
参数表示控制指令，采样频率主要是利用第三个代码进行描述，ID数据是以利用第四个数据
进行描述。

另外，在利用十六进制数据表示数据采样通道的时候，其工作状态表示高电平的话，就证明电子信号处于正常，反之表明电子信号处于异常状态，这就需要进一步根据某实
例的实际情况，分析其是否真正异常。

在数据采集的时候，一旦发现异常，可以将这些异常
数据进行分离，这样可以便于后期的处理。

（二）分析结果
在数据采集完成以后，就需要对其结果进行分析，结果分析的详细内容如下。

1、主要是采用20个采样通道在同一时间内对相同的电子信号进行数据获取和信息采集，并且将所采集的数据编制成数据图形，图1所示，这样可以便于后期的使用。

同时，从图1
中可以知道，基于DSP嵌入式电子信号故障检测的时候，可以提高采样数据准确度，一般是
可以精准到数据小数的第四位，这样可以大大提升了数据的准确性【8】。

2、基于DSP嵌入式电子信号故障检测可以对误差率进行全面的控制，尽最大程度上保
证获取的结果与信号初始结果的误差率处于一致的状态，这样可以确保电子信号故障检测的
效果，准确的判断出电子信号中是否存在异常，若存在异常，可以根据故障得严重性做出处
理方案，对电子信号故障进行处理，以此保证电子信号的稳定性。

（三）信号故障检测
为了更加准确的判断出电子信号中是否存在故障，主要对电子信号进行8次故障检测，
并分别绘制成图，分析其检测结果，图2所示【9】。

从图2可以看出，原始信号分别包括
了一个正常信号和故障信号，并且都是在同一节点上对这些信号进行操作，以此对电子信号
故障进行检测，以及进行相应的处理，保证电子信号的稳定性。

图2：电子信号故障检测结果
结束语
电子信号故障检测技术主要是对电子信号进行全面的分析，分析其中是否存在异常。

但是，传统的电子信号故障检测技术已经无法满足电子信号的检测技术发展，其数据获取的完
整性较差，检测效果也不佳。

基于此，电子领域为了提升电子信号故障检测的效果，将该项
技术基于DSP嵌入式展开，并且通过以上各个方面的阐述，可以清楚的知道，基于DSP嵌入
式电子信号故障检测技术，可以准确、全面的获取数据，促使检测效果达到全面的提升，并
且也为电子领域的发展，给予了基础性的支持。

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