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基于FPGA的超高速数据采集系统的开发

作　者: 王振华
导　师: 刘以农
学　校: 清华大学
专　业: 核科学与技术
关键词: 数据采集高速ADC FPGA TELL1
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 7次
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内容摘要

数据采集是数字信号处理的关键环节,已被广泛应用于雷达、通信、核测量等领域。随着高速ADC与可编程逻辑器件(FPGA)技术的发展,高速数据采集系统的设计与实现也变得经济可行。本文主要介绍一个通过FPGA实现的高速数据采集系统。该系统最高可达800M的采样率,通过FPGA进行电路控制,实现数据的串并转换、数据缓存、幅度甄别与时间信息的获取等功能,最后数据通过TELL1接口电路连接至以太网,用计算机进行读取与分析。高速电路设计不同于一般电路,其传输的是高频信号,所以在信号完整性、电源完整性、传输阻抗匹配等方面要有特殊要求,文章详细介绍了高速电路的PCB设计。FPGA是高度集成的可编程逻辑器件,可以完成极其复杂的时序与组合逻辑电路功能,适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域,本文也详细介绍了FPGA的设计、仿真与编程。最后,文章对该系统的性能做出了分析。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章引言  7-11
  1.1 课题背景及意义  7-8
  1.2 国内外高速数据采集技术的发展现状  8-9
  1.3 本论文的主要工作  9
  1.4 论文主要内容简介  9-11
第2章数据采集与电路系统设计的基本理论  11-25
  2.1 数据采集的基本理论  11-13
  2.2 电路系统设计的基本理论  13-24
  2.3 小结  24-25
第3章 800M 数据采样系统的设计与实现  25-43
  3.1 800M 采样系统整体框图  25-26
  3.2 FADC 及其周围电路设计  26-36
  3.3 基于FPGA 的数据预处理电路  36-41
  3.4 TELL1 数据采集板介绍  41-42
  3.5 小结  42-43
第4章电路原理图设计与PCB 电路板的设计与制作  43-96
  4.1 CADENCE 软件简介  43-44
  4.2 电路原理图设计  44-66
  4.3 PCB 电路板设计  66-95
  4.4 小结  95-96
第5章 FPGA 的设计与仿真  96-106
  5.1 QUARTUS Ⅱ简介  96-98
  5.2 各功能电路的设计与仿真  98-103
  5.3 FPGA 的编程和配置  103-105
  5.4 小结  105-106
第6章系统测试结果与分析  106-120
  6.1 时钟抖动测试  106-110
  6.2 高速数据采集系统的功能测试  110-112
  6.3 系统信噪比和有效位数测试  112-118
  6.4 系统功耗分析  118-119
  6.5 小结  119-120
第7章结束语  120-121
  7.1 研究总结  120
  7.2 需要进一步开展的工作  120-121
参考文献  121-123
致谢  123-124
附录  124-127
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  127

基于FPGA的超高速数据采集系统的开发

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