一種可消除高頻噪聲的圖像數據采集儲存系統的制作方法

本發明涉及數據處理領域，具體是指一種可消除高頻噪聲的圖像數據采集儲存系統。

背景技術：

目前，圖像采集儲存系統作為一種常規的外界場景信息獲取手段，已經在軍事、民用的各個領域得到了廣泛的應用。圖像采集儲存的過程中通常需要將采集的模擬信號轉換成數字信號后進行儲存，然而現有的圖像采集儲存系統將采集到的模擬信號轉換為數字信號的轉換速率較慢，從而降低數據儲存的速度。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決現有的圖像采集儲存系統將模擬信號轉換為數字信號時的轉換速率慢，降低數據儲存速度的缺陷，提供一種可消除高頻噪聲的圖像數據采集儲存系統。

本發明的目的通過下述技術方案現實：一種可消除高頻噪聲的圖像數據采集儲存系統，主要由單片機，分別與單片機相連接的模數轉換單元、儲存器以及顯示器，與模數轉換單元相連接的信號處理單元，以及與信號處理單元相連接的信號采集器組成；所述信號處理單元由處理芯片U，三極管VT2，正極經電阻R13后與處理芯片U的V-管腳相連接、負極接-12V電壓的電容C10，串接在處理芯片U的+IN2管腳和OUT2管腳之間的電阻R12，N極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、P極與處理芯片U的-IN1管腳相連接的二極管D7，負極與處理芯片U的V+管腳相連接、正極接+12V電壓的電容C9，N極與處理芯片U的-IN2管腳相連接、P極與三極管VT2的發射極相連接的二極管D6，串接在三極管VT2的集電極和處理芯片U的+IN1管腳之間的電阻R11，N極與三極管VT2的集電極相連接、P極與二極管D6的P極相連接的二極管D5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負極經電阻R10后接地的電容C8，一端與三極管VT2的發射極相連接、另一端經電阻R10后與電容C8的負極相連接的電阻R7，同時與處理芯片U的OUT1管腳和OUT2管腳相連接的末端放大電路，與電容C8的負極相連接的低通濾波電路，同時與三極管VT2的基極和低通濾波電路相連接的信號調理電路，以及與信號調理電路相連接的電壓跟隨電路組成；所述電容C10的負極還與信號調理電路相連接。

進一步的，所述低通濾波電路由放大器P6，放大器P7，三極管VT4，負極與放大器P6的正極相連接、正極與信號調理電路相連接的電容C13，負極與三極管VT4的基極相連接、正極經電阻R16后與放大器P6的負極相連接的電容C14，負極與三極管VT4的集電極相連接、正極經電阻R17后與放大器P6的輸出端相連接的電容C15，N極經電阻R21后與放大器P7的負極相連接、P極接地的二極管D9，串接在二極管D9的P極和三極管VT4的發射極之間的電阻R20，串接在放大器P7的輸出端和二極管D9的N極之間的電阻R22，串接在放大器P7的正極和電容C15的正極之間的電阻R19，負極與放大器P7的輸出端相連接、正極經電阻R18后與電容C15的正極相連接的電容C16，以及正極與放大器P7的輸出端相連接、負極與電容C8的負極相連接的電容C17組成。

所述信號調理電路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，放大器P4，串接在放大器P1的負極和輸出端之間的電阻R4，正極與放大器P2的負極相連接、負極與放大器P3的負極相連接的電容C4，負極與放大器P3的輸出端相連接、正極經電阻R5后與放大器P2的輸出端相連接的電容C5，P極與放大器P3的正極相連接、N極與電容C5的正極相連接的二極管D3，正極與三極管VT2的基極相連接、負極與放大器P4的正極相連接的電容C6，P極與放大器P2的輸出端相連接、N極經電阻R8后與放大器P4的輸出端相連接的二極管D4，正極與放大器P4的負極相連接、負極接地的電容C7，串接在放大器在P3的輸出端和電容C7的負極之間的電阻R6，以及串接在電容C7的負極和電容C10的負極之間的電阻R9組成；所述放大器P1的正極與電壓跟隨電路相連接、其輸出端則與放大器P2的輸出端相連接；所述放大器P2的正極和負極均與電壓跟隨電路相連接；所述放大器P4的輸出端與電容C13的正極相連接。

所述電壓跟隨電路由三極管VT1，負極與三極管VT1的基極相連接、正極與信號采集器相連接的電容C1，P極接地、N極經電阻R1后與三極管VT1的發射極相連接的二極管D1，負極與二極管D1的P極相連接、正極經電阻R2后與三極管VT1的發射極相連接的電容C2，負極與二極管D1的P極相連接、正極經電阻R3后與三極管VT1的發射極相連接的電容C3，以及N極與三極管VT1的發射極相連接、P極與三極管VT1的集電極相連接的二極管D2組成；所述三極管VT1的集電極與放大器P1的正極相連接；所述電容C3的正極與放大器P2的正極相連接，電容C2的正極則與放大器P2的負極相連接。

所述末端放大電路由放大器P5，三極管VT3，串接在放大器P5的正極和輸出端之間的電阻R14，負極與處理芯片U的OUT2管腳相連接、正極與三極管VT3的基極相連接的電容C11，負極接地、正極經電阻R15后與三極管VT3的發射極相連接的電容C12，以及P極與電容C12的正極相連接、N極與放大器P5的輸出端相連接的二極管D8組成；所述放大器P5的負極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接；所述放大器P5的輸出端還與模數轉換單元相連接。

所述處理芯片U為OPA2604集成芯片。

本發明與現有技術相比具有以下優點及有益效果：

(1)本發明可以對模擬信號進行處理，使模數轉換單元能夠更快的將模擬信號轉換為數字信號，從而提高數據儲存的速度。

(2)本發明的信號處理單元可以對模擬信號的幅值進行調節，使模擬信號的幅值更加穩定，同時，還可以將模擬信號適配到模數轉換單元的采集范圍，從而使模數轉換單元能夠更好的將模擬信號轉換為數字信號；通過信號處理單元對模擬信號進行處理，本發明與傳統的圖像采集儲存系統相比，其模擬信號轉換為數字信號的轉換速率提升了50％，從而大幅提高了數據儲存速度。

(3)本發明可以消除模擬信號頻帶范圍以外的高頻噪聲，排除高頻噪聲給模擬信號產生的影響，從而使模擬信號更加穩定，以利于模擬信號的轉換。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的信號處理單元的結構圖。

圖3為本發明的低通濾波電路的結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式并不限于此。

實施例

如圖1所示，本發明主要由單片機，分別與單片機相連接的模數轉換單元、儲存器以及顯示器，與模數轉換單元相連接的信號處理單元，以及與信號處理單元相連接的信號采集器組成。

其中信號采集器用于采集現場的圖像信號，其采用現有的攝像機即可。信號處理單元用于對信號采集器輸出的模擬信號進行處理，從而使模數轉換單元能夠更好的對模擬信號進行轉換。該模數轉換單元可以將模擬信號轉換為數字信號，其采用ADS8515模數轉換芯片來實現，該ADS8515模數轉換芯片的VIN管腳與信號處理單元相連接。該單片機則實現對傳輸數據的緩存、讀/寫控制、時鐘、輸出使能以及對模數轉換單元進行控制，其采用C8051F360單片機來實現，該C8051F360單片機通過數據總線分別與模數轉換單元和儲存器相連接。該儲存器采用K9K8G08U0M型Flash儲存器來實現。

工作時，該信號采集器采集現場的圖像信號，并將該模擬信號傳輸給信號處理單元，該信號處理單元對模擬信號進行處理后傳輸給模數轉換單元，由于模擬信號經過信號處理單元的處理，該模數轉換單元可以快速的將模擬信號轉換為數字信號傳輸給單片機，最后單片機將數字信號輸送給儲存器儲存，并通過顯示器顯示出來。

為了更好的實現本發明的目的，如圖2所示，所述信號處理單元由處理芯片U，三極管VT2，正極經電阻R13后與處理芯片U的V-管腳相連接、負極接-12V電壓的電容C10，串接在處理芯片U的+IN2管腳和OUT2管腳之間的電阻R12，N極與處理芯片U的OUT1管腳相連接、P極與處理芯片U的-IN1管腳相連接的二極管D7，負極與處理芯片U的V+管腳相連接、正極接+12V電壓的電容C9，N極與處理芯片U的-IN2管腳相連接、P極與三極管VT2的發射極相連接的二極管D6，串接在三極管VT2的集電極和處理芯片U的+IN1管腳之間的電阻R11，N極與三極管VT2的集電極相連接、P極與二極管D6的P極相連接的二極管D5，正極與處理芯片U的+IN1管腳相連接、負極經電阻R10后接地的電容C8，一端與三極管VT2的發射極相連接、另一端經電阻R10后與電容C8的負極相連接的電阻R7，同時與處理芯片U的OUT1管腳和OUT2管腳相連接的末端放大電路，與電容C8的負極相連接的低通濾波電路，同時與三極管VT2的基極和低通濾波電路相連接的信號調理電路，以及與信號調理電路相連接的電壓跟隨電路組成；所述電容C10的負極還與信號調理電路相連接。

其中，該處理芯片U與外圍的三極管VT2，二極管D6，二極管D5，電阻R11，電阻R7以及電阻R10組成適配電路，該適配電路可以將模擬信號適配到模數轉換單元的采集范圍，以便模數轉換單元可以更好的對模擬信號進行采集和處理。該處理芯片U優選OPA2604集成芯片來實現。

該信號調理電路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，放大器P4，電阻R4，電阻R5，電阻R6，電阻R8，電阻R9，電容C4，電容C5，電容C7，二極管D3以及二極管D4組成。

連接時，電阻R4串接在放大器P1的負極和輸出端之間。電容C4正極與放大器P2的負極相連接，負極與放大器P3的負極相連接。電容C5的負極與放大器P3的輸出端相連接，正極經電阻R5后與放大器P2的輸出端相連接。二極管D3的P極與放大器P3的正極相連接，N極與電容C5的正極相連接。電容C6的正極與三極管VT2的基極相連接，負極與放大器P4的正極相連接。二極管D4的P極與放大器P2的輸出端相連接，N極經電阻R8后與放大器P4的輸出端相連接。電容C7的正極與放大器P4的負極相連接，負極接地。電阻R6串接在放大器在P3的輸出端和電容C7的負極之間。電阻R9串接在電容C7的負極和電容C10的負極之間。所述放大器P1的正極與電壓跟隨電路相連接，其輸出端則與放大器P2的輸出端相連接。所述放大器P2的正極和負極均與電壓跟隨電路相連接。所述放大器P4的輸出端與低通濾波電路相連接。該信號調理電路可以對模擬信號的幅值進行調節，使模擬信號的幅值更加穩定，方便模數轉換單元對模擬信號進行處理。

該電壓跟隨電路由三極管VT1，電阻R1，電阻R2，電阻R3，二極管D1，二極管D2，電容C1，電容C2以及電容C3組成。

連接時，電容C1的負極與三極管VT1的基極相連接，正極與信號采集器相連接。二極管D1的P極接地，N極經電阻R1后與三極管VT1的發射極相連接。電容C2的負極與二極管D1的P極相連接，正極經電阻R2后與三極管VT1的發射極相連接。電容C3的負極與二極管D1的P極相連接，正極經電阻R3后與三極管VT1的發射極相連接。二極管D2的N極與三極管VT1的發射極相連接，P極與三極管VT1的集電極相連接。所述三極管VT1的集電極與放大器P1的正極相連接。所述電容C3的正極與放大器P2的正極相連接，電容C2的正極則與放大器P2的負極相連接。該電壓跟隨電路可以減小信號源級與模數轉換單元之間的干擾，從而使輸出的模擬信號隨輸入的模擬信號變化而變化。

另外，該末端放大電路由放大器P5，三極管VT3，電阻R14，電阻R15，電容C11，電容C12以及二極管D8組成。

其中，該電阻R14串接在放大器P5的正極和輸出端之間。電容C11的負極與處理芯片U的OUT2管腳相連接，正極與三極管VT3的基極相連接。電容C12的負極接地，正極經電阻R15后與三極管VT3的發射極相連接。二極管D8的P極與電容C12的正極相連接，N極與放大器P5的輸出端相連接。所述放大器P5的負極與處理芯片U的OUT1管腳相連接，其輸出端則與三極管VT3的集電極相連接。所述放大器P5的輸出端還與模數轉換單元相連接。

如圖3所示，該低通濾波電路由放大器P6，放大器P7，三極管VT4，電阻R16，電阻R17，電阻R18，電阻R19，電阻R20，電阻R21，電阻R22，電容C13，電容C14，電容C15，電容C16，電容C17以及二極管D9組成。

連接時，電容C13的負極與放大器P6的正極相連接，正極與放大器P4的輸出端相連接。電容C14的負極與三極管VT4的基極相連接，正極經電阻R16后與放大器P6的負極相連接。電容C15的負極與三極管VT4的集電極相連接，正極經電阻R17后與放大器P6的輸出端相連接。二極管D9的N極經電阻R21后與放大器P7的負極相連接，P極接地。電阻R20串接在二極管D9的P極和三極管VT4的發射極之間。電阻R22串接在放大器P7的輸出端和二極管D9的N極之間。電阻R19串接在放大器P7的正極和電容C15的正極之間。電容C16的負極與放大器P7的輸出端相連接，正極經電阻R18后與電容C15的正極相連接。電容C17的正極與放大器P7的輸出端相連接，負極與電容C8的負極相連接。

該放大器P6，電容C13，電容C14以及電阻R16組成第一級濾波電路。該放大器P7，電容C15，電阻R18，電阻R19，電容C16以及電容C17則組成第二級濾波電路。通過第一級濾波電路和第二級濾波電路的作用，可以更加有效的對模擬信號頻帶范圍以外的高頻噪聲進行消除，排除高頻噪聲給模擬信號產生的影響，從而使模擬信號更加穩定，以利于模擬信號的轉換。

該信號處理單元可以對模擬信號的幅值進行調節，使模擬信號的幅值更加穩定，同時，還可以將模擬信號適配到模數轉換單元的采集范圍，從而使模數轉換單元能夠更好的將模擬信號轉換為數字信號。通過信號處理單元對模擬信號進行處理，本發明與傳統的圖像采集儲存系統相比，其模擬信號轉換為數字信號的轉換速率提升了50％，從而大幅提高了數據儲存速度。

如上所述，便可很好的實現本發明。