發(fā)布時間：2021-01-12 05:08

　　在傳統(tǒng)的物理、電子類實驗中,直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、電壓電流表以及示波器等是基本的儀器配置。但是數量眾多的儀器設備往往需要占據實驗桌大幅面積,不僅操作不便,也可能增加實驗成本。因此,集成的多功能、數字化便攜式電子實驗教學儀器是今后實驗教學儀器的發(fā)展方向。論文針對數字化電子實驗儀器中的兩個關鍵技術-高速數據采集及中低速數據采集進行了設計研究。本論文工作的主要內容是針對數字化電子實驗教學儀器的應用場合,進行高速數據采集電路的軟硬件設計和中低速數據采集電路的軟硬件設計。高速數據采集部分,提出一種基于FPGA的數據采集與存儲的設計方案,包括FPGA控制模塊、A/D模數轉換電路模塊和雙FIFO存儲器模塊以及SDRAM大容量動態(tài)存儲模塊的設計;中低速數據采集部分,進行了信號預處理電路、A/D模數轉換電路和ARM控制電路以及相應的軟件設計。另外,論文還分析了中低速數據采集過程常常遇到的噪聲干擾,建立了噪聲模型,并設計了數字濾波器進行噪聲消除。本論文的主要工作及創(chuàng)新點如下:（1）針對傳統(tǒng)的“單片機控制模數轉換器”的數據采集模式無法突破1MHz以上數據采樣率的難題,設計了用FPGA控制產生高速AD需要... 

【文章來源】：南京師范大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 背景及意義
    1.2 研究現狀
    1.3 論文主要內容
第2章 數據采集相關介紹及總體方案設計
    2.1 數據采集總體設計
        2.1.1 高速數據采集設計
        2.1.2 中低速數據采集的設計
    2.2 本章小結
第3章 高速數據采集設計
    3.1 高速數據采集硬件總體方案設計
    3.2 各模塊硬件電路設計
        3.2.1 AD器件選型
        3.2.2 AD轉換電路設計
        3.2.3 SDRAM存儲電路設計
        3.2.4 FPGA控制模塊硬件電路設計
    3.3 高速數據采集軟件總體方案設計
    3.4 FPGA模塊軟件設計
        3.4.1 FPGA模塊整體設計
        3.4.2 時鐘模塊軟件設計
        3.4.3 A/D控制模塊軟件設計
        3.4.4 雙FIFO模塊軟件設計
        3.4.5 SDRAM模塊軟件設計
    3.5 電路測試
    3.6 本章小結
第4章 中低速數據采集設計
    4.1 中低速數據采集硬件總體設計方案
    4.2 各部分硬件電路設計
        4.2.1 AD選型及使用說明
        4.2.2 AD轉換電路
        4.2.3 信號調理電路設計
        4.2.4 信號調理電路噪聲分析
        4.2.5 電路主要元器件噪聲分析
        4.2.6 中低速數據采集電路噪聲估計模型
        4.2.7 電路測試
        4.2.8 ARM處理電路設計
    4.3 中低速數據采集軟件總體方案設計
    4.4 數字濾波處理
    4.5 FFT（快速傅立葉變換）處理
    4.6 本章小結
第5章 數據采集應用及分析
    5.1 高速數據采集模塊的應用
        5.1.1 壓電陶瓷沖擊受力與應電壓曲線分析實驗
        5.1.2 實驗測試
    5.2 中低速數據采集應用
        5.2.1 物體自然冷卻規(guī)律實驗概述
        5.2.2 實驗測量及數據分析
    5.3 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表的學術論文及研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于TLC1549的多路數據監(jiān)控方案[J]. 張曉光.  電子技術與軟件工程. 2017(03)
[2]基于AD620的心電監(jiān)測放大信號的設計[J]. 常星.  電子質量. 2016(10)
[3]PLL頻率合成器設計與實現[J]. 段金杰,蔡婷,竇彥軍,趙啟輝.  電子世界. 2016(05)
[4]基于單片機的糧倉溫濕度遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計[J]. 朱高中.  湖北農業(yè)科學. 2013(03)
[5]基于FPGA的AD轉換控制器設計[J]. 辛鳳艷,孫曉曄.  中國科技信息. 2012(05)
[6]基于窗函數的FIR數字濾波器設計[J]. 王建行,姚齊國,劉玉良,李林.  吉首大學學報(自然科學版). 2012(01)
[7]基于比較教學法的FIR數字濾波器設計實驗[J]. 歐陽華,尹為民,邵英.  電氣電子教學學報. 2011(01)
[8]基于USB2.0的數字高速采集設備設計[J]. 胡凱,龔莉萍,陳云榕.  通信技術. 2009(07)
[9]基于FPGA的A/D轉換采樣控制模塊的設計[J]. 戶國強,房建東,郭春蘭.  微計算機信息. 2008(20)
[10]高速數據采集系統(tǒng)的信號完整性分析[J]. 郭霞,楊濤,張浩.  電子科技. 2008(01)

碩士論文
[1]基于STM32的數據采集存儲系統(tǒng)的設計與實現[D]. 趙圣飛.中北大學 2014
[2]多波束成像聲納系統(tǒng)硬件平臺設計與實現[D]. 楊成.南京航空航天大學 2013
[3]基于FPGA的高速數據采集系統(tǒng)的研究[D]. 郝亮.中北大學 2010
[4]基于DSP的信號采集與處理系統(tǒng)的設計與實現[D]. 郭峻嶺.武漢理工大學 2009



本文編號：2972212