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基于PXI总线的功率/频率测量模块研制

作　者: 姜磊
导　师: 黄建国
学　校: 电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: PXI总线 功率测量 模块化仪器 频率测量
分类号: TM933.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 77次
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内容摘要


毫米波具有独特的传输特性,在军事应用中占有重要位置。电子战、军事指挥和机载辐射测量等领域对毫米波测试技术及仪器都提出了很高的要求。毫米波信号的频率稳定度和频谱纯度,对军事通信、侦查、导航、遥控遥测、雷达、制导以及深空探测的精度和准确度等都有着至关重要的影响。本文基于某MM内场测试系统实际项目,针对信号测试要求,研制了基于PXI总线的功率/频率测量模块。该模块化仪器是MM内场测试系统中的一个重要测量模块,完成对前端微波模块输出信号的功率/频率测量功能。论文首先介绍了课题的来源和意义,提出了课题的任务和目标。在认真研究了模块化功率/频率测量方法以及误差理论方面知识后,结合具体设计指标要求,分析了系统的硬件设计结构,提出了基于PXI总线的功率/频率测量模块的设计原理及具体实现方案。然后根据设计工作的重点和难点,介绍了PXI总线设计、功率测量电路设计、功率测量逻辑设计、频率测量电路设计、频率测量逻辑设计,并对功率和频率同步测量思想作了详细阐述。此外,对测量模块的总线通信工作原理及控制逻辑实现也作了具体讨论。最后,本文对功率/频率测量模块的调试做了简单的叙述,并总结了在调试过程中出现的问题及其解决方案。该基于PXI总线的功率/频率测量模块能够完成调制脉冲信号的功率/频率的同步瞬时测量。经测试表明,该信号测量模块达到了设计指标的要求,满足了MM内场测试、维护的需要,并已得到实际应用。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 引言  10-13
  1.1 课题来源及研究意义  10-11
  1.2 课题任务  11-12
  1.3 本文各章节安排  12-13
第二章 模块化功率/频率测量方法研究  13-29
  2.1 国内外现状  13-14
  2.2 模块化功率/频率测量指标要求与分析  14-15
  2.3 频率测量方法研究  15-22
    2.3.1 直接计数法测频原理  15-16
    2.3.2 直接计数法频率测量误差分析  16-19
    2.3.3 提高频率测量精度的方法  19-22
  2.4 功率测量方法研究  22-29
    2.4.1 功率测量的基本定义  22-25
    2.4.2 射频功率测量方法  25-28
    2.4.3 射频功率测量的误差分析  28-29
第三章 基于PXI 总线的功率/频率测量模块总体设计  29-35
  3.1 功能需求  29-30
  3.2 指标分析及方案论证  30-33
  3.3 基于PXI 总线的功率/频率测量模块总体设计方案  33-35
第四章 功率测量电路板设计  35-66
  4.1 功率测量电路板电路设计  35-53
    4.1.1 FPGA 选型  36-37
    4.1.2 FPGA 硬件电路设计  37-41
    4.1.3 检波电压跟随电路设计  41-42
    4.1.4 A/D 数据采集电路设计  42-48
    4.1.5 检波比较器电路设计  48-50
    4.1.6 同步触发电路设计  50-51
    4.1.7 温度采集电路设计  51-52
    4.1.8 电路供电设计  52-53
  4.2 功率测量逻辑设计  53-60
    4.2.1 时钟设计  54
    4.2.2 PXI 局部总线接口设计  54-55
    4.2.3 译码逻辑设计  55-56
    4.2.4 脉冲选择模块设计  56-57
    4.2.5 同步触发模块逻辑设计  57-58
    4.2.6 存储控制模块设计  58
    4.2.7 温度测量模块设计  58-60
  4.3 PXI 总线设计  60-66
    4.3.1 PXI 总线简介  61-62
    4.3.2 PCI9030 芯片介绍  62
    4.3.3 PXI 总线电路设计  62-66
第五章 频率测量电路板设计  66-75
  5.1 频率测量电路板电路设计  66-70
    5.1.1 FPGA 硬件电路设计  67
    5.1.2 中频信号整形放大电路设计  67-68
    5.1.3 基准频率源电路设计  68-69
    5.1.4 同步触发电路设计  69-70
  5.2 频率测量逻辑设计  70-74
    5.2.1 同步触发预闸门产生模块  71
    5.2.2 被测频率计数模块  71-72
    5.2.3 基准频率锁相环倍频模块  72-73
    5.2.4 基准频率计数模块  73
    5.2.5 锁存清零控制模块  73
    5.2.6 数据锁存模块  73-74
  5.3 PXI 总线设计  74-75
第六章 硬件调试与测试  75-85
  6.1 恒温晶振频率稳定度测试  75-76
  6.2 频率测量结果分析  76-78
  6.3 检波数据采集调试  78-79
  6.4 检波脉宽选择调试  79-80
  6.5 同步信号脉冲产生调试  80-81
  6.6 同步触发信号调试  81-82
  6.7 调试中出现的问题及解决方法  82-85
第七章 结论  85-87
致谢  87-88
参考文献  88-89
附录  89-92
攻硕期间取得的研究成果  92-93

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 电数量的测量及仪表 > 功率测量及仪器
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