發(fā)布時間：2017-04-11 23:10

  本文關鍵詞：二端器件智能測量適配器的研究與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：以虛擬測量技術為主要測量方式的第三代電子測量技術,依靠其自身諸多的優(yōu)勢,受到了測量領域的普遍關注。本設計以虛擬化測量為設計思路,研究開發(fā)了一種通用化、多參數(shù)測量的二端器件前端檢測適配器,滿足了元器件測量工作低成本、高精度、多參數(shù)的要求。針對目前已有的多種二端元器件電性參數(shù)的測量方法進行了分析和研究,結合各種方法的優(yōu)缺點,提出了一種基于高速AD采樣技術的二端元器件測量方法,并根據(jù)測量原理設計了適配器的通用化測量模型。依據(jù)測量模型,分別在適配器硬件和軟件的設計兩個方面進行了詳細論述。硬件設計部分采用了模塊化思想,使用Quartus II軟件在FPGA上進行了適配器主要功能模塊的設計和驗證,主要包括信號源模塊和AD控制模塊。其中信號源模塊實現(xiàn)的原理是DDS,主要有兩個信號源:一個是激勵源,用于產(chǎn)生激勵信號,它可根據(jù)不同測量對象而產(chǎn)生不同類型和不同頻率激勵信號;另一個是采樣時鐘源,用于產(chǎn)生與待測信號同頻率的同步采樣時鐘信號。在AD控制模塊中,根據(jù)測量原理需求,提出了采樣時鐘頻率可控的數(shù)據(jù)采集方法,設計了能產(chǎn)生可編程控制采樣時鐘的AD控制模塊,保證了信號的整周期采樣。完成硬件描述后,最終使用SOPC Builder將這兩個模塊封裝成Nios II系統(tǒng)自定義組件,添加到適配器SOPC中。另外還利用SOPC Bulider添加了Nios II處理器以及由Altera公司提供的通用型Nios II系統(tǒng)外設模塊,建立了適配器的SOPC。為了達到適配器中的各個模塊的工作需求,還設計了系統(tǒng)外圍電路,主要包括激勵信號的低通濾波電路、采樣信號的光電隔離電路和采樣時鐘信號的調(diào)理電路等。軟件設計部分,在Nios II IDE中采用C語言進行了系統(tǒng)應用程序的設計和開發(fā),解決了適配器測量系統(tǒng)指令、測量參數(shù)的接收和測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P鍵性問題。通過驗證,該適配器針對不同的測量對象,能產(chǎn)生不同的高精度穩(wěn)定的激勵源,并能對待測信號進行整周期的采樣,保證了測量工作的可行性,是對虛擬化測量儀器硬件系統(tǒng)和第三代元器件檢測方法一次有益的探索,具有一定的使用價值和推廣價值。
【關鍵詞】：電子測量 FPGA DDS 數(shù)據(jù)采集 SOPC
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN606
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第1章 緒論6-15
• 1.1 研究背景和意義6-8
• 1.1.1 研究背景6-7
• 1.1.2 研究意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.3 虛擬儀器發(fā)展趨勢11-12
• 1.4 本文研究內(nèi)容12-13
• 1.5 論文結構安排13-14
• 1.6 本章小結14-15
• 第2章 二端器件電性參數(shù)及測量模型15-28
• 2.1 二端器件電性參數(shù)概述15
• 2.2 相關參數(shù)基本定義15-18
• 2.2.1 阻抗類元器件參數(shù)定義15-17
• 2.2.2 二極管參數(shù)定義17-18
• 2.3 主要二端器件的等效測量模型18-21
• 2.3.1 電阻等效測量模型19
• 2.3.2 電感等效測量模型19-20
• 2.3.3 電容等效測量模型20
• 2.3.4 二極管等效測量模型20-21
• 2.4 二端器件參數(shù)測量方法21-27
• 2.4.1 電阻、電感、電容測量方法21-26
• 2.4.2 二極管測量原理26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第3章 適配器設計原理及相關技術28-37
• 3.1 適配器設計原理28-30
• 3.2 適配設計相關技術30-36
• 3.2.1 SOPC技術概述30-31
• 3.2.2 Nios II軟核處理器31-32
• 3.2.3 Avalon交換互連架構概述32-36
• 3.2.4 Nios II自定義組件開發(fā)流程36
• 3.3 本章小結36-37
• 第4章 適配器硬件設計37-70
• 4.1 Nios II系統(tǒng)設計37-60
• 4.1.1 DDS模塊的設計37-43
• 4.1.2 采樣控制模塊的設計43-50
• 4.1.3 Nios II處理器添加50-51
• 4.1.4 存儲器控制器模塊添加51-54
• 4.1.5 JTAG UART接口模塊添加54-55
• 4.1.6 UART接口核添加55-56
• 4.1.7 System ID56-58
• 4.1.8 PLL模塊58-59
• 4.1.9 多路復用模塊設計59-60
• 4.2 外圍電路設計60-69
• 4.2.1 DA電路60-62
• 4.2.2 低通濾波62-63
• 4.2.3 線性光電隔離電路63-64
• 4.2.4 采樣時鐘調(diào)理電路64-65
• 4.2.5 AD轉(zhuǎn)換電路65-69
• 4.3 本章小結69-70
• 第5章 適配器軟件設計70-80
• 5.1 Nios II系統(tǒng)軟件開發(fā)工具70-71
• 5.2 本系統(tǒng)的軟件設計71-79
• 5.2.1 系統(tǒng)總體軟件結構71-72
• 5.2.2 驅(qū)動程序開發(fā)72-74
• 5.2.3 應用程序開發(fā)74-79
• 5.3 本章小結79-80
• 第6章 系統(tǒng)的測試和分析80-88
• 6.1 DDS模塊測試80-81
• 6.2 適配器數(shù)據(jù)采樣的測試81-82
• 6.3 二端器件的測量82-87
• 6.3.1 電阻測試82-84
• 6.3.2 電容測試84-85
• 6.3.3 電感測試85-87
• 6.3.4 二極管測試87
• 6.4 本章小結87-88
• 第7章 總結與展望88-90
• 7.1 總結88
• 7.2 展望88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻91-94
• 附錄94-96

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 彭慶暢;二端器件智能測量適配器的研究與開發(fā)[D];貴州大學;2016年

  本文關鍵詞：二端器件智能測量適配器的研究與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：300193