在傳統(tǒng)的物理、電子類實驗中,直流穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、電壓電流表以及示波器等是基本的儀器配置。但是數(shù)量眾多的儀器設(shè)備往往需要占據(jù)實驗桌大幅面積,不僅操作不便,也可能增加實驗成本。因此,集成的多功能、數(shù)字化便攜式電子實驗教學(xué)儀器是今后實驗教學(xué)儀器的發(fā)展方向。論文針對數(shù)字化電子實驗儀器中的兩個關(guān)鍵技術(shù)-高速數(shù)據(jù)采集及中低速數(shù)據(jù)采集進(jìn)行了設(shè)計研究。本論文工作的主要內(nèi)容是針對數(shù)字化電子實驗教學(xué)儀器的應(yīng)用場合,進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集電路的軟硬件設(shè)計和中低速數(shù)據(jù)采集電路的軟硬件設(shè)計。高速數(shù)據(jù)采集部分,提出一種基于FPGA的數(shù)據(jù)采集與存儲的設(shè)計方案,包括FPGA控制模塊、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路模塊和雙FIFO存儲器模塊以及SDRAM大容量動態(tài)存儲模塊的設(shè)計;中低速數(shù)據(jù)采集部分,進(jìn)行了信號預(yù)處理電路、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和ARM控制電路以及相應(yīng)的軟件設(shè)計。另外,論文還分析了中低速數(shù)據(jù)采集過程常常遇到的噪聲干擾,建立了噪聲模型,并設(shè)計了數(shù)字濾波器進(jìn)行噪聲消除。本論文的主要工作及創(chuàng)新點如下:（1）針對傳統(tǒng)的“單片機控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器”的數(shù)據(jù)采集模式無法突破1MHz以上數(shù)據(jù)采樣率的難題,設(shè)計了用FPGA控制產(chǎn)生高速AD需要... 

【文章來源】：南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容
第2章 數(shù)據(jù)采集相關(guān)介紹及總體方案設(shè)計
    2.1 數(shù)據(jù)采集總體設(shè)計
        2.1.1 高速數(shù)據(jù)采集設(shè)計
        2.1.2 中低速數(shù)據(jù)采集的設(shè)計
    2.2 本章小結(jié)
第3章 高速數(shù)據(jù)采集設(shè)計
    3.1 高速數(shù)據(jù)采集硬件總體方案設(shè)計
    3.2 各模塊硬件電路設(shè)計
        3.2.1 AD器件選型
        3.2.2 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        3.2.3 SDRAM存儲電路設(shè)計
        3.2.4 FPGA控制模塊硬件電路設(shè)計
    3.3 高速數(shù)據(jù)采集軟件總體方案設(shè)計
    3.4 FPGA模塊軟件設(shè)計
        3.4.1 FPGA模塊整體設(shè)計
        3.4.2 時鐘模塊軟件設(shè)計
        3.4.3 A/D控制模塊軟件設(shè)計
        3.4.4 雙FIFO模塊軟件設(shè)計
        3.4.5 SDRAM模塊軟件設(shè)計
    3.5 電路測試
    3.6 本章小結(jié)
第4章 中低速數(shù)據(jù)采集設(shè)計
    4.1 中低速數(shù)據(jù)采集硬件總體設(shè)計方案
    4.2 各部分硬件電路設(shè)計
        4.2.1 AD選型及使用說明
        4.2.2 AD轉(zhuǎn)換電路
        4.2.3 信號調(diào)理電路設(shè)計
        4.2.4 信號調(diào)理電路噪聲分析
        4.2.5 電路主要元器件噪聲分析
        4.2.6 中低速數(shù)據(jù)采集電路噪聲估計模型
        4.2.7 電路測試
        4.2.8 ARM處理電路設(shè)計
    4.3 中低速數(shù)據(jù)采集軟件總體方案設(shè)計
    4.4 數(shù)字濾波處理
    4.5 FFT（快速傅立葉變換）處理
    4.6 本章小結(jié)
第5章 數(shù)據(jù)采集應(yīng)用及分析
    5.1 高速數(shù)據(jù)采集模塊的應(yīng)用
        5.1.1 壓電陶瓷沖擊受力與應(yīng)電壓曲線分析實驗
        5.1.2 實驗測試
    5.2 中低速數(shù)據(jù)采集應(yīng)用
        5.2.1 物體自然冷卻規(guī)律實驗概述
        5.2.2 實驗測量及數(shù)據(jù)分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]多波束成像聲納系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 楊成.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]基于FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D]. 郝亮.中北大學(xué) 2010
[4]基于DSP的信號采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 郭峻嶺.武漢理工大學(xué) 2009



本文編號：2972212