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基于FPGA的多传感参数存储测试技术研究

作　者: 董小娜
导　师: 甄国涌; 侯卓
学　校: 中北大学
专　业: 电路与系统
关键词: FPGA 信号调理电路 数据采存电路 数据采存控制逻辑
分类号: TN791
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本课题来源于某数据记录器项目，意在对某数据记录器项目中传感器输出信号的调理电路、数据采存电路和数据采存控制逻辑进行研究、设计。本文在介绍数据记录器的系统组成、各个模块功能和试验时数据记录器工作过程的基础上，引出本文的3个重点内容并对其进行了方案设计。首先，本文对信号调理电路中各个模块的选择理论依据、工作原理及电路中元器件类型选择的原因进行了阐述，并给出了电路中相关节点电压的计算和一些电路的实验数据，它们验证了调理电路的可行性，还对应变信号和温度信号测量时产生误差的原因进行了分析并提出了减小测量误差的方法。然后，本文详细地介绍了数据采存电路中FPGA配置电路、模拟开关切换电路、A/D转换电路、指令接收电路和数据存储电路。最后，本文对数据采存控制逻辑中指令信号消陡、数据采集时序控制、fifo模块的工作过程和FLASH控制模块的写数、读数操作流程进行了详细地阐述。本文最后分别对冲击信号、应变信号和温度信号的测试及验证进行了介绍，通过测试结果说明了系统功能准确、性能可靠。本课题依托的数据记录器已成功应用于飞行器飞行试验中，实现了对飞行器从发射到落地过程中的各种关键物理参数的采集和存储。通过上位机软件对试验数据分析得出试验数据完整、正确，说明传感器输出信号的调理电路设计合理、数据采存电路和数据采存控制逻辑设计正确。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1.绪论  9-16
  1.1 课题的来源、背景和研究意义  9-10
    1.1.1 课题的来源  9
    1.1.2 课题的背景和研究意义  9-10
  1.2 国内外研究发展现状  10-14
    1.2.1 存储测试技术国外研究发展现状  11-12
    1.2.2 存储测试技术国内研究发展现状  12-14
    1.2.3 存储测试技术未来发展趋势  14
  1.3 本文的主要内容及章节安排  14-16
2.总体分析与方案设计  16-23
  2.1 系统的组成与功能介绍  16-18
    2.1.1 系统的组成  16-17
    2.1.2 系统的功能  17-18
  2.2 方案设计  18-22
    2.2.1 信号调理电路方案设计  18-19
    2.2.2 数据采存卡方案设计  19-20
    2.2.3 备用存储卡方案设计  20-21
    2.2.4 数据采存控制逻辑方案设计  21-22
  2.3 本章小结  22-23
3.多传感信号调理  23-50
  3.1 信号调理电路的作用及意义  23-24
  3.2 冲击信号调理电路设计  24-34
    3.2.1 压电式加速传感器的介绍  24-25
    3.2.2 传感器输出信号放大电路选择的理论基础  25-28
    3.2.3 冲击信号调理电路  28-34
  3.3 应变信号调理电路设计  34-46
    3.3.1 应变片的选型  34-35
    3.3.2 应变测量电路的理论基础  35-37
    3.3.3 应变信号调理电路  37-42
    3.3.4 应变信号测量误差分析及减小误差的方法  42-46
  3.4 温度信号调理电路设计  46-49
    3.4.1 温度信号调理电路  46-48
    3.4.2 减小温度信号测量误差的方法  48-49
  3.5 本章小结  49-50
4.数据采存电路与控制逻辑设计  50-62
  4.1 数据采存电路设计  50-55
    4.1.1 数据采集电路  50-53
    4.1.2 数据存储电路  53-55
  4.2 数据采存控制逻辑设计  55-61
    4.2.1 数据采集控制逻辑  55-57
    4.2.2 数据存储控制逻辑  57-61
  4.3 本章小结  61-62
5.系统测试及验证  62-67
  5.1 冲击信号的测试及验证  62-63
  5.2 应变信号的测试及验证  63-65
  5.3 温度信号的测试及验证  65-66
  5.4 本章小结  66-67
6.总结与展望  67-69
  6.1 总结  67-68
  6.2 工作展望  68-69
附录  69-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 逻辑电路
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