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基于PCI总线的虚拟频谱分析仪的设计

作　者: 孔春梅
导　师: 王晓君
学　校: 河北科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 虚拟仪器频谱分析仪 PCI技术 LabVIEW FFT
分类号: TM935.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

自二十世纪八十年代,由NI公司提出虚拟仪器的概念以来,伴随着计算机技术愈加成熟,电子测量技术发展迅速,虚拟仪器在多个领域体现出了它的优越性,逐步代替部分传统的仪器仪表,产生了很大的社会效益。针对传统频谱仪价格昂贵,体积庞大等特点,本课题以虚拟频谱分析仪为研究对象,结合PCI技术,利用计算机的结构特点,目的是为了开发出一种能够代替传统频谱分析仪的仪器。本课题在认真分析了PCI总线技术知识的基础上,以PCI9054接口芯片为核心,进行了接口电路的软硬件分析,在此硬件平台上,实现了复杂大规模可编程集成电路(FPGA)的设计,采用了目前市场上最新型号的A/D芯片,实现了使用一台普通计算机和数据采集卡就替代了电路结构和操作都很复杂的传统频谱分析仪,并在性能上实现了可以连续、高速、大容量、多通道的高速数据采集系统实现方案。软件设计方面,以图形化编程语言LabVIEW为软件平台,编制了软件驱动程序以及功能强大的应用程序,开发并实现了对模拟信号的采集以及对数据进行FFT(快速傅立叶变换)算法处理的程序。总之,本文实现了基于虚拟仪器技术的虚拟频谱分析仪的研制,不仅在功能上可以实现和传统频谱分析仪一样的信号处理功能,而且具有友好的人性化的用户界面,使用方便,操作简单。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-12
  1.1 项目背景与课题研究意义  8-9
  1.2 虚拟仪器的概念及特点  9-10
  1.3 虚拟仪器的应用和前景  10-11
  1.4 课题的主要工作  11-12
第2章 PCI 总线接口技术  12-22
  2.1 PCI 总线的发展及其特点  12-15
    2.1.1 PCI 总线的发展  12-13
    2.1.2 PCI 总线的系统结构  13-14
    2.1.3 PCI 总线的主要特点  14-15
  2.2 关于PCI 总线操作介绍  15-17
  2.3 PCI 总线的信号组  17-20
  2.4 本章小结  20-22
第3章虚拟频谱分析仪的硬件电路设计  22-36
  3.1 硬件总体结构  23-25
    3.1.1 本虚拟仪器设计思想  23-24
    3.1.2 主要器件的选型  24-25
  3.2 A/D 转换器的设计  25-28
    3.2.1 模数转换器的选择  25
    3.2.2 工作原理  25-26
    3.2.3 引脚功能  26-27
    3.2.4 应用说明  27-28
  3.3 DDS 技术  28-29
    3.3.1 DDS 工作原理  28
    3.3.2 AD9858 简介  28-29
  3.4 FPGA 介绍  29-32
    3.4.1 FPGA 简介  29-30
    3.4.2 基于FPGA 的高速连续数据采集系统  30-32
  3.5 通信接口设计  32-35
    3.5.1 通信接口的硬件设计  32-33
    3.5.2 基于DLL 的数据采集卡的驱动  33-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章虚拟频谱分析仪的软件设计  36-49
  4.1 LabView 程序设计流程  36-38
    4.1.1 动态链接机制  37
    4.1.2 前面板窗口和框图程序窗口设计  37-38
  4.2 基于FFT 算法的频谱分析仪设计  38-43
    4.2.1 傅立叶变换  39-42
    4.2.2 窗函数  42-43
  4.3 频谱分析仪驱动软件设计  43-45
  4.4 频谱分析仪的软件流程设计  45-48
    4.4.1 频谱分析仪的几个指标介绍  46-47
    4.4.2 面板与程序框图  47-48
  4.5 本章小结  48-49
结论  49-51
参考文献  51-54
致谢  54-55
个人简历  55

基于PCI总线的虚拟频谱分析仪的设计

内容摘要

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