文档介绍：天津大学精密仪器与光电子工程学院
天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室

李刚
与
过采样技术
软件定义仪器
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有人告诉您：有一台仪器是真正万能的，可以测量心电、脑电、肌电、血压、血氧……样： N型ADC
单频交流信号
考虑过采样得到的“精度增益”后N位ADC的分别率：
SNRQ = + + 10log10M （dB）
= +＋（dB）
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过采样： N型ADC
我们用12位，200kSPS的ADC采样心电信号，并利用过采样技术，相当于17位、200SPS的ADC采样。这时只需要放大器的增益为20倍。
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过采样： N型ADC
直流信号＋白噪声
对直流信号叠加合适幅值白噪声，4K次叠加的均方差为：
因此，信噪比提高了
SNR =20log10(2k )
=
与前面单频正弦波得到了类似的效果
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过采样： N型ADC
“纯净”的直流信号
信噪比的提高＝精度的提高＝有效分辨率的提高
？有一个纯净的直流信号，，请问：“过采样”如何能够提高分别率？如何能够提高精度？
这时：“过采样”如何能够提高分别率？！
如何能够提高精度？！
“数字”？！
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过采样： N型ADC
“纯净”的直流信号
此时，我们可以先回答先前一个隐含的问题：有益的噪声是什么？为什么有益？
在过采样中：有益的噪声是白噪声，一定幅值的它是实现过采样效益的条件。
平时避之莫及却又回避无门的白噪声（热噪声）这时成了趋之若鹜的宝贝！
因而，在过采样中“有人”加入“高频扰动”－－伪随机噪声。
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过采样： N型ADC
成型信号
且慢！ADC前端必定有什么电路？
抗混叠滤波器和采样保持电路
有“抗混叠滤波器和采样保持电路”，高频扰动如何能够加入到ADC中？
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过采样： N型ADC
成型信号
成型信号成为一个载波信号或运载工具：将ADC不能“分辩”的直流变成可以分辨的信号，然后再从ADC的变换结果中除去成型信号。
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过采样： N型ADC
成型信号
成型信号带来的“附加值”：
降低ADC的微分非线性
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过采样： N型ADC
已发表论文
林凌，张丽君，李刚，软件定义仪器，电子产品世界，2007年11月，54-60.
李刚，张丽君，林凌，一种新型数字锁相放大器的设计及其优化算法，天津大学学报，2008年4月，（4）：429-432。（EI：082111272966）
李刚，张丽君，林凌，何峰，结合过采样技术和锯齿波成形函数的微弱信号检测，电子学报，2008年4月，（4）：756-759。（EI：082411312847）
李刚，张丽君，林凌，何峰，基于过采样技术的生物电信号检测，电子学报，2008年7月，（）：1465-1467。（EI检索源）
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限于时间关系，有兴趣的同志可以在下面讨论
下面简要介绍我们实验室正在进行的其他研究
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其他研究简介－－经络机理的研究
经络是一种具有特殊电特性细胞组成的信号传导组织
（1）经络能够传到信息；
（2）经络具有低阻抗特性；
（3）经络至今没有发现任何解剖学上的结构
由（1）和（2）证明：经络是客观存在的。
由（3）推论：经络不是“管道”结构，不能像血管、淋巴那样通过“管道”传输物质从而达到传递信息的功能。
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其他研究简介－－经络机理的研究
“电”是生物体内信号传输的重要方式，也是生命存在的基本特征。“电”信号传输又分为三种方式：一种是像神经细胞一样的信号在单个细胞内传输，另一种是像心肌细胞一样在同种细胞间传递，再一种是不同细胞间的信息传递。前两种符合“全或无”的定律，信号在“特定的渠道和方向上”传递。而后一种情况虽然也符合“全或无”的定律，但除非信号足够强而能够转变到前两种方式得以继续传播（如感受器接收到其他组织的信号后经神经组织向大脑）外，其他“电”信号均以电场形式在体内传播并快速衰减。
而纯化学物质的信息传递有长距离作用主要靠经管传输、速度慢等特点。而经络传递信息的速度介于纯化学物质的信息传递与神经电的信息传递之间。
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其他研究简介－－经络机理的研究