地埋電纜路徑探測系統(tǒng)的硬件設(shè)計與信號完整性分析
發(fā)布時間:2021-10-16 08:55
隨著城市化的快速發(fā)展,地埋電纜得到了普遍的應(yīng)用。由于早期人們對地埋電纜的管理比較落后,使得地下電纜的位置資料殘缺不全或者不準(zhǔn)確,經(jīng)常會發(fā)生工程人員在施工中挖斷和損壞電纜的事故,給人們的生產(chǎn)和生活造成了嚴(yán)重的影響。因此,智能、高效的電纜路徑檢測儀成為了工程人員和相關(guān)管理人員的迫切需求。在如今電子技術(shù)高速發(fā)展的時代,芯片不斷朝著高集成度和高性能方向發(fā)展,同時換來的是其工作頻率的提升和開關(guān)速率的加快,高集成芯片和高速電路的大量應(yīng)用使得硬件系統(tǒng)的信號完整性問題越來越明顯,如何保證高速系統(tǒng)中信號的傳輸質(zhì)量,避免信號失真,是硬件工程師必須要重視的問題。本文首先研究了基本電磁感應(yīng)原理和地埋電纜的磁場分布特征,提出了一種采用多線圈組合測量地埋電纜位置的方法,并對線圈進行了改進,采用了抗干擾性更好的差分型線圈。又依據(jù)高頻和低頻信號在介質(zhì)中的傳輸特性差異,提出了一種基于發(fā)射機的多頻輸出模式;其次搭建了基于ARM平臺的發(fā)射機硬件系統(tǒng)和基于DSP平臺的接收機硬件系統(tǒng),其中發(fā)射機采用ARM微處理器作為控制核心,結(jié)合DDS信號發(fā)生器和PWM調(diào)制技術(shù),通過D類放大電路實現(xiàn)信號的功率放大。接收機是以線圈為磁傳感器,利...
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
多路輸出電源電路圖
圖 4.3 MAX668 升壓電源電路MAX668 具有停機控制和同步輸入功能,該功能引腳為 10 引腳 SYNC/SHDN___________,當(dāng) SYNC/SHDN___________引腳為低電平時,芯片停止工作;SYNC/SHDN___________引腳為高電平時,該芯片由引腳 FREQ 設(shè)置的振蕩頻率運行;當(dāng)接外部同步時鐘時,由時鐘設(shè)置運行頻率。本項目采用 P 溝道晶體管 Q603 來控制 MAX668 的工作和關(guān)斷狀態(tài),當(dāng) ARM 給PSHDN2 引腳高電平時,該芯片進入關(guān)機操作;當(dāng) PSHDN2 引腳為低電平時,該芯片正常工作。升壓電源的輸出電壓是通過反饋端 FB 的兩個分壓電阻進行調(diào)節(jié)的,圖 4.3 中的晶體管 Q607 就是通過導(dǎo)通和截止來改變電源的輸出電壓,其計算公式為式(4-2),其中,反饋端的電壓REFV 為 1.25V。626627( 1)OUT REFRV VR (4-2)
圖 4.4AD9833 功能框圖AD9833 包含一個三線 SPI 串行接口,ARM 微處理器可以通過該串行接口將數(shù)據(jù)寫入 AD9833,控制輸出信號的頻率和相位。AD9833 的頻率寄存器為 28 位,輸出頻率的計算公式為:282MCLKoutMff (4-2)式(4-2)中的MCLKf 為外部時鐘信號的頻率,取6 10MCLKf Hz,M 為頻率控制字[35根據(jù)需要輸出的頻率計算出對應(yīng)的頻率控制字 M,然后配置 AD9833 的頻率寄存器通過編程就會輸出相應(yīng)頻率的信號。AD9833 信號發(fā)生電路如圖 4.5 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于m推演型的500MHz低通LC濾波器設(shè)計[J]. 汪弈舟,吳小林,黃明,王可昕,符瀟天,徐澤琨,聶曉東. 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(06)
[2]探地雷達GPR在管線探測中的應(yīng)用研究[J]. 李煜林,吳文正. 智能城市. 2016(06)
[3]基于SIwave和Designer的差分過孔仿真分析[J]. 麻勤勤,石和榮,孟宏峰. 電子測量技術(shù). 2016(01)
[4]電纜路徑探測技術(shù)研究[J]. 王海軍. 天津建設(shè)科技. 2014(S1)
[5]基于DFT算法的地埋金屬管線探測儀研究[J]. 葛軼洲,張小薊,王大龍,程興勝. 電子測量與儀器學(xué)報. 2013(10)
[6]PCB設(shè)計中用于消除信號反射的常用方法[J]. 李丹,項思源. 船電技術(shù). 2013(04)
[7]基于數(shù)字電路系統(tǒng)的高速PCB信號完整性分析[J]. 柴林峰,蔣留兵,柳政枝,黃韜. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[8]3W規(guī)則有效性仿真分析[J]. 張磊,李會武,邱紫敬,滑瑞霞,郭倩,謝俊. 電子科技. 2011(07)
[9]基于CadenceAllegro的高速PCB設(shè)計信號完整性分析與仿真[J]. 覃婕,閻波,林水生. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2011(10)
[10]基于DSP的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計[J]. 金光,婁劉娟. 電子設(shè)計工程. 2011(06)
碩士論文
[1]BUCK型DC-DC轉(zhuǎn)換器中保護電路的研究與設(shè)計[D]. 員瑤.西南交通大學(xué) 2017
[2]高效率無濾波的D類音頻功率放大器芯片設(shè)計[D]. 張曉波.中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院) 2014
[3]基于Hyperlynx的PCB板信號完整性分析[D]. 付兆靜.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]基于信號完整性分析的視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計[D]. 黃帥.中南大學(xué) 2011
[5]混合模S參數(shù)理論及其在信號完整性分析中的應(yīng)用[D]. 王小寧.南京航空航天大學(xué) 2010
[6]模擬集成電路信號完整性中抖動與振鈴問題的研究[D]. 孔亮.西安電子科技大學(xué) 2010
[7]高速數(shù)字電路信號完整性分析與仿真[D]. 倪濤.西安電子科技大學(xué) 2010
[8]智能電纜路徑檢測儀的研究和設(shè)計[D]. 駱育.西安電子科技大學(xué) 2009
[9]高速電路信號完整性分析[D]. 彭元杰.湖南大學(xué) 2007
本文編號:3439521
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
多路輸出電源電路圖
圖 4.3 MAX668 升壓電源電路MAX668 具有停機控制和同步輸入功能,該功能引腳為 10 引腳 SYNC/SHDN___________,當(dāng) SYNC/SHDN___________引腳為低電平時,芯片停止工作;SYNC/SHDN___________引腳為高電平時,該芯片由引腳 FREQ 設(shè)置的振蕩頻率運行;當(dāng)接外部同步時鐘時,由時鐘設(shè)置運行頻率。本項目采用 P 溝道晶體管 Q603 來控制 MAX668 的工作和關(guān)斷狀態(tài),當(dāng) ARM 給PSHDN2 引腳高電平時,該芯片進入關(guān)機操作;當(dāng) PSHDN2 引腳為低電平時,該芯片正常工作。升壓電源的輸出電壓是通過反饋端 FB 的兩個分壓電阻進行調(diào)節(jié)的,圖 4.3 中的晶體管 Q607 就是通過導(dǎo)通和截止來改變電源的輸出電壓,其計算公式為式(4-2),其中,反饋端的電壓REFV 為 1.25V。626627( 1)OUT REFRV VR (4-2)
圖 4.4AD9833 功能框圖AD9833 包含一個三線 SPI 串行接口,ARM 微處理器可以通過該串行接口將數(shù)據(jù)寫入 AD9833,控制輸出信號的頻率和相位。AD9833 的頻率寄存器為 28 位,輸出頻率的計算公式為:282MCLKoutMff (4-2)式(4-2)中的MCLKf 為外部時鐘信號的頻率,取6 10MCLKf Hz,M 為頻率控制字[35根據(jù)需要輸出的頻率計算出對應(yīng)的頻率控制字 M,然后配置 AD9833 的頻率寄存器通過編程就會輸出相應(yīng)頻率的信號。AD9833 信號發(fā)生電路如圖 4.5 所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于m推演型的500MHz低通LC濾波器設(shè)計[J]. 汪弈舟,吳小林,黃明,王可昕,符瀟天,徐澤琨,聶曉東. 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(06)
[2]探地雷達GPR在管線探測中的應(yīng)用研究[J]. 李煜林,吳文正. 智能城市. 2016(06)
[3]基于SIwave和Designer的差分過孔仿真分析[J]. 麻勤勤,石和榮,孟宏峰. 電子測量技術(shù). 2016(01)
[4]電纜路徑探測技術(shù)研究[J]. 王海軍. 天津建設(shè)科技. 2014(S1)
[5]基于DFT算法的地埋金屬管線探測儀研究[J]. 葛軼洲,張小薊,王大龍,程興勝. 電子測量與儀器學(xué)報. 2013(10)
[6]PCB設(shè)計中用于消除信號反射的常用方法[J]. 李丹,項思源. 船電技術(shù). 2013(04)
[7]基于數(shù)字電路系統(tǒng)的高速PCB信號完整性分析[J]. 柴林峰,蔣留兵,柳政枝,黃韜. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[8]3W規(guī)則有效性仿真分析[J]. 張磊,李會武,邱紫敬,滑瑞霞,郭倩,謝俊. 電子科技. 2011(07)
[9]基于CadenceAllegro的高速PCB設(shè)計信號完整性分析與仿真[J]. 覃婕,閻波,林水生. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2011(10)
[10]基于DSP的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計[J]. 金光,婁劉娟. 電子設(shè)計工程. 2011(06)
碩士論文
[1]BUCK型DC-DC轉(zhuǎn)換器中保護電路的研究與設(shè)計[D]. 員瑤.西南交通大學(xué) 2017
[2]高效率無濾波的D類音頻功率放大器芯片設(shè)計[D]. 張曉波.中國科學(xué)院大學(xué)(工程管理與信息技術(shù)學(xué)院) 2014
[3]基于Hyperlynx的PCB板信號完整性分析[D]. 付兆靜.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]基于信號完整性分析的視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計[D]. 黃帥.中南大學(xué) 2011
[5]混合模S參數(shù)理論及其在信號完整性分析中的應(yīng)用[D]. 王小寧.南京航空航天大學(xué) 2010
[6]模擬集成電路信號完整性中抖動與振鈴問題的研究[D]. 孔亮.西安電子科技大學(xué) 2010
[7]高速數(shù)字電路信號完整性分析與仿真[D]. 倪濤.西安電子科技大學(xué) 2010
[8]智能電纜路徑檢測儀的研究和設(shè)計[D]. 駱育.西安電子科技大學(xué) 2009
[9]高速電路信號完整性分析[D]. 彭元杰.湖南大學(xué) 2007
本文編號:3439521
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