基于DDS的矿山信号处理系统研究

党志军，任俊军，吴甜甜

（郑州成功财经学院，信息与机电工程学院，河南 巩义 451200）

矿山信号处理是利用信号自身的组抗性特征，同时采取声电转换装置来实现信号的收发转换，进而利用电压器来发射电压以此来进行矿山周围信号的数据采集及功率放大等。本文所研究的基于DDS的矿山信号处理系统在实现矿山信号采集、信号处理以及信号识别等领域当中具有较高的应用价值。

基于DDS的矿山信号处理系统设计方案，在信号输入和输出端都能够有效的反映出信号的类型以及信号的脉宽，最终实现信号的D/A转换及信号测量，从而进行信号波束处理，最终实现多功能的矿山通信信号处理。

1 系统整体构架研究

基于DDS的矿山信号处理系统采取了STC89C52来作为AD电路的外围器件，同时它还采取了数字式频率合成器DDS来进行信号调制和限号出来，最终实现了矿山信号的匹配滤波放大及可控增益放大。与此同时，它还使用了低功耗的S3C240作为系统的核心板，以此来实现矿山通信信号的多渠道采集及处理。

2 系统硬件研究

本文所研究的基于DDS的矿山信号处理系统的硬件设计主要包括了两部分，分别是矿山信号处理器模块的设计和信号处理通信总线的设计，它们二者的结合能够有效的实现矿山信号处理的采集。系统模块设计主要包括以下五大模块：自动增益控制模块、滤波电路模块、复位电路模块、上位机通信模块以及模拟信号预处理模块。

2.1 自动增益控制模块

自动增益控制模块是实现矿山信号采集后的通信信道和增益放大的均衡功能，它主要以DDS为主控芯片，同时构建自动增益放大模块建波电路，以此将收集到的矿山信号输出到A/D装换器当中进行采样，实现矿山通信信号的频谱分析与增益放大。

2.2 滤波电路模块

滤波电路模块的主要功能是实现矿山信号的抗干扰滤波，以此来使输出的矿山信号实现理想状态下的增益，把增益值控制在-80dB～80dB之间，同时采取DDS技术开展滤波电路的程序放大设计，设计相应的可调电阻，以此来实现矿山通信信号的逐级当大输出。

2.3 上位机通信模块

上位机通信模块是实现基于DDS的矿山信号处理系统信号传输和信号交互的功能模块。通过CPLD编程来进行ADM706SAR矿山通信信号总线的设计，同时在利用DSP单独构工业标准code，在此基础之上，把信号数据由DMA控制器进行读取或者写入，以此来使实现矿山信号的收发和转换。

3 系统软件研究

基于DDS的矿山信号处理系统在进行IED信号采集和信号交互需要DDS作为中间件，以此来获取相应活动的信号。

根据系统运行具体分为以下几个步骤：信号显示、信号查询和调度控制。

3.1 信号显示

信号显示主要包括矿山的基本信息、基础设施运行状况以及实时曲线显示等内容。矿山的每日信号收发数量是系统检测的重要内容，同时它也是系统运行的最终目的，在获取信息之后要及时进行人机交互，以此来挖掘信号数据的最大价值。

3.2 历史信号查询

历史信号查询是从历史数据库里面读取事故发生时期的相关设备信息，从而为事故的成功解决提供有效的帮助。当系统运行出现报警事故时，系统平台不仅仅能够有效的显示出事故报警的来源、事故的类型以及事故的时间等信息，同时系统还能够将这些数据录入到历史信号系统库当中，方便日后的查询，为日后数据查询打下基础。

4 实验论证分析

为了保证本文所研究的基于DDS的矿山信号处理系统具有有效的实效性，进行了此次实验论证分析。如表1所示为相关的实验数据。

通过实验研究发现，与传统的矿山信号处理系统相比较，本文所研究的基于DDS的矿山信号处理系统具有明显的优势，其信号收集范围较大、收集成本较低、收集周期较短，并且其信号收集率相对较高，高达92%。

表1 实验数据表

5 结语

本文研究了基于DDS的矿山信号处理系统，采取了硬件设计方法对自动增益控制模块、滤波电路模块、复位电路模块、上位机通信模块以及模拟信号预处理模块进行了硬件设计。

通过研究表明，所设计的基于DDS的矿山信号处理系统，系统稳定性较好，改善了矿山通信信号处理的性能。