用于数据可视化的三维显示设备论文和设计-许翔燕

全文摘要

本实用新型公开了一种用于数据可视化的三维显示设备，包括壳体和位于壳体内部的PCB电路板，壳体上设有显示面板和输入面板，所述PCB电路板上集成有数据处理模块和主控模块，数据处理模块通过降噪电路与主控模块连接，降噪电路包括导通元件Q1~Q3、切换元件Q2和执行回路，外部信号通过导通元件Q1输入，通过导通元件Q3输出，执行回路连接在导通元件Q1和Q3之间，切换元件Q2连接在导通元件Q1和Q3之间，通过切换元件Q2的导通与截止两种状态，可控制执行回路的截止与导通。本实用新型的降噪电路利用晶体管的开关特性，可根据外部不同的指示状态进行降噪和不降噪，无需采用其他设备对图像进行选择性降噪，提高了该设备的便捷性和通用性。

主设计要求

1.用于数据可视化的三维显示设备，包括壳体和位于壳体内部的PCB电路板，壳体上设有显示面板和输入面板，所述PCB电路板上集成有数据处理模块和主控模块，其中输入面板的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端连接主控模块的输入端，主控模块的输出端连接至显示面板，其特征在于：数据处理模块通过降噪电路与主控模块连接，所述降噪电路包括导通元件Q1~Q3、切换元件Q2和执行回路，外部信号通过导通元件Q1输入，通过导通元件Q3输出，执行回路连接在导通元件Q1和Q3之间，用于对信号进行降噪处理，切换元件Q2连接在导通元件Q1和Q3之间，通过切换元件Q2的导通与截止两种状态，可控制执行回路的截止与导通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的用于数据可视化的三维显示设备，其特征在于：所述降噪回路还包括切换元件Q4，切换元件Q4与执行回路连接，通过切换元件Q4的导通与截止两种状态，可升高和降低执行回路的工作频率。

3.根据权利要求1所述的用于数据可视化的三维显示设备，其特征在于：所述切换元件Q2还连接有开关K1，通过开关K1输出不同的高、低电平，可使得切换元件Q2处于导通与截止状态。

4.根据权利要求3所述的用于数据可视化的三维显示设备，其特征在于：所述执行回路包括电阻R2~R4、电容C1~C2和电感L1~L2，电阻R2的另一端连接至电阻R3、电容C1的一端，电阻R3的另一端连接至电阻R4、电容C2的一端，所述电容C1、C2的另一端均连接至电感L1的一端，电感L1的另一端连接至电感L2的一端，电感L2的另一端接地；电阻R2的一端作为该回路的输入端与导通元件Q1连接，电阻R4的另一端作为该回路的输出端与导通元件Q3连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及三维图像显示设备技术领域，特别是涉及一种用于数据可视化的三维显示设备。

背景技术

为了数据的可视化，一般都会用图表的形式来表示，而立体图表因为其具有深度和宽度，更能形象化的将数据可视化，一直作为图表显示的首选。但立体图表对于成像的要求很高，若图像信号在进行处理的过程中，出现了电子噪声，那么则会导致最后的成像出现噪点。所以为了提高屏幕中立体图像的成像清晰度，往往会对设备内部中的电子噪声进行抑制，以此提高图像信号的信噪比，以改善图像的质量。但是传统电路的噪声抑制并不具有可选择性，即其会直接将经过该电路信号中的电子噪声全部滤掉，最后输出低噪点的图像，但是根据使用者的不同需求，有的图像在成像时，是需要其具有噪点的。而我们一般使用的具有显示屏的显示设备，图像成像后是无法对其图像的噪点进行改变的。所以提出一种能够根据用户不同需求进行降噪的用于数据可视化的三维图像显示设备是很重要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了克服上述缺陷，提出一种用于数据可视化的三维显示设备能够根据用户不同的需求来进行降噪，以提高显示设备的通用性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：用于数据可视化的三维显示设备，包括壳体和位于壳体内部的PCB电路板，壳体上设有显示面板和输入面板，所述PCB电路板上集成有数据处理模块和主控模块，其中输入面板的输出端与数据处理模块的输入端连接，数据处理模块的输出端连接主控模块的输入端，主控模块的输出端连接至显示面板，数据处理模块通过降噪电路与主控模块连接，所述降噪电路包括导通元件Q1~Q3、切换元件Q2和执行回路，外部信号通过导通元件Q1输入，通过导通元件Q3输出，执行回路连接在导通元件Q1和Q3之间，用于对信号进行降噪处理，切换元件Q2连接在导通元件Q1和Q3之间，通过切换元件Q2的导通与截止两种状态，可控制执行回路的截止与导通。

进一步地，所述降噪回路还包括切换元件Q4，切换元件Q4与执行回路连接，通过切换元件Q4的导通与截止两种状态，可升高和降低执行回路的工作频率。

进一步地，所述切换元件Q2还连接有开关K1，通过开关K1输出不同的高、低电平，可使得切换元件Q2处于导通与截止状态。

进一步地，所述执行回路包括电阻R2~R4、电容C1~C2和电感L1~L2，电阻R2的另一端连接至电阻R3、电容C1的一端，电阻R3的另一端连接至电阻R4、电容C2的一端，所述电容C1、C2的另一端均连接至电感L1的一端，电感L1的另一端连接至电感L2的一端，电感L2的另一端接地；电阻R2的一端作为该回路的输入端与导通元件Q1连接，电阻R4的另一端作为该回路的输出端与导通元件Q3连接。

由于采用了上述方案，本实用新型的有益效果在于：解决了现有技术的不足，本实用新型提出用于数据可视化的三维显示设备，其好处是：

（1）本实用新型的降噪电路利用晶体管的开关特性，可根据外部不同的指示状态进行降噪和不降噪，无需采用其他设备对图像进行选择性降噪，提高了该设备的便捷性和通用性。

（2）本实用新型还在降噪电路中设置了可改变降噪频率的控制器件即三极管，以可根据外部不同的需求进行不同程度的降噪，进一步地提高了该电路的实用性。

附图说明

图1是本实用新型所述降噪电路的电路原理图。

图2是本实用新型所述主控模块芯片的电路原理图。

图3是本实用新型所述显示面板与主控模块连接的电路原理图。

图4是本实用新型所述数据处理模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

用于数据可视化的三维显示设备，包括壳体和位于壳体内部的PCB电路板，壳体上设有显示面板和输入面板，所述PCB电路板上集成有数据处理模块和主控模块，其中输入面板的输出端与数据处理模块的输入端连接，工作人员通过输入面板输入的数据即可传递至数据处理模块中，数据处理模块通过其输出端将处理后的数据传递至主控模块，主控模块配合相应的软件算法以实现数据的计算，主控模块再通过其输出端将处理后的数据传递至显示面板中。如图2-4所示，为各模块之间的电路连接图，数据处理模块和主控模块都采用的现有模块，二者模块的连接是为了实现数据的传输，本申请未对其电路结构做改进，因此在这里不对其具体的电路结构做赘述。其中数据处理模块是以MCP3208-CI芯片为主的模块，主控模块是以PIC18F66K80芯片为主的模块。需要避免误解的是，本实施例单纯的硬件结构，显示屏无法实现三维立体图像的显示，就如同普通的电脑等终端，若不配合3DMAX等软件便无法实现三维立体图像数据的呈现一样。本实施例的硬件结构是用作三维软件的载体，需要在本实施例结构中写入程序才能实现。而本实施例的硬件结构设计应用在三维显示上的优点主要是体现在，一般的三维软件对应的硬件载体都存在有电子噪声的问题，其会将大部分电子噪声直接滤掉，以提高图像清晰度，但无法满足用户对图像不同噪点的需求。因此，本实施例是针对这一点而提出的一种经过改进的三维软件的载体，用以实现三维图像的显示。即本申请在硬件载体的数据处理模块与主控模块之间重新设计了降噪电路，使得其可根据用户不同的需求对噪声进行处理。

如图1所示，所述降噪电路包括晶体管Q1~Q4、电阻R1~R7、电容C1~C2、电感L1~L2和开关K1，开关K1的输入端通过导线与壳体的按键连接，所述晶体管Q1~Q4采用三极管，开关K1选用PNR系列，通过外部按键的开与关的两种状态可使得开关K1呈现高电平和低电平两种状态。具体地说，所述晶体管Q1的基级作为该电路的输入端连接至数据处理模块，其集电极连接至外部12V电压，其发射极连接至电阻R1、R2、R5的一端和晶体管Q2的发射极，电阻R1的另一端接地；电阻R5的另一端连接至晶体管Q2的基级和电阻R6的一端，电阻R2的另一端连接至电阻R3、电容C1的一端，电阻R3的另一端连接至电阻R4、电容C2的一端，所述电容C1、C2的另一端均连接至电感L1的一端，电感L1的另一端连接至电感L2的一端和晶体管Q4的集电极，所述电感L2的另一端和晶体管Q4的发射极接地，晶体管Q4的基级连接外部电压；所述电阻R4的另一端连接至晶体管Q2的集电极和晶体管Q3的基级，晶体管Q3的集电极连接外部12V电压，晶体管Q3的发射极连接至电阻R7的一端并作为该电路的输出端输出，电阻R7的另一端接地，所述电阻R6的另一端连接至开关K1的输出端。

其中电阻R1的一端连接在晶体管Q1的发射极，其另一端接地，可稳定晶体管Q1的静态工作点，使得晶体管Q1能够稳定工作。当外部按键打开，即使得开关K1的输出为低电平，并通过电阻R6传输至晶体管Q2的基级，此时晶体管Q2的基级电压小于其集电极电压，晶体管Q2处于截止状态；外部信号从晶体管Q1的基级输入，其基级得电后，晶体管Q1从而导通，输入信号经过晶体管Q1后直接通过电阻R2~R4、电容C1~C2和电感L1~L2组成的滤波电路进行滤波，并通过电阻R4另一端连接的晶体管Q3，晶体管Q3基级得电，其基级电压大于集电极电压，晶体管Q3处于导通状态，信号可通过其发射级输出，即此时为需要降噪的状态。其中电阻R7的一端与晶体管Q3的发射极连接，其另一端接地，同样的，电阻R7可稳定晶体管Q3的静态工作点，使得晶体管Q3能够稳定工作。

当外部按键关闭，即使得开关K1的输出为高电平，并通过电阻R6传输至晶体管Q2的基级，此时晶体管Q2的基级电压大于其集电极电压，同时电阻R5上的压降也为晶体管Q2提供偏执电压，使得晶体管Q2处于导通状态，那么此时电阻R2~R4、电容C1~C2和电感L1~L2组成的滤波电路被截止，即不起到滤波作用，不滤掉信号中的电子噪声。那么从晶体管Q1输入的信号直接通过晶体管Q2的集电极传输至晶体管Q3的基级，晶体管Q3基级得电，其基级电压大于集电极电压，晶体管Q3同样处于导通状态，并且将此未滤波信号输出，即此时为不需要降噪的状态。

进一步的，其中晶体管Q4用于改变电阻R2~R4、电容C1~C2和电感L1~L2组成的滤波电路的工作频率，即晶体管Q4基级的接入低电平时，此时其基级电压小于其集电极电压，那么此时晶体管Q4处于截止状态，电感L1与L2为串联状态，此时滤波电路的工作频率降低；当晶体管Q4基级的接入高电平时，此时其基级电压大于其集电极电压，那么晶体管Q4处于导通状态，此时电感L1、L2被短路，整个滤波电路中的电感值降低，那么其工作频率升高。如此，通过控制晶体管Q4的不同状态，即可控制滤波电路的频率，以此满足可实现噪音的不同频率的调制，以使得输出图像的噪点程度不同。

本实用新型中的降噪电路结构简单，使用元器件较少，通过控制晶体管的不同状态，即可实现降噪的可选择性，其制作成本低，值得推广使用。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

用于数据可视化的三维显示设备论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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