一種16位200Msps的ADC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計
發(fā)布時間:2021-07-03 12:51
隨著半導體產業(yè)和半導體工藝的飛速發(fā)展,模數(shù)轉換芯片、數(shù)據(jù)存儲芯片、控制芯片等在工藝和設計的進步下性能也日益提高,這為更高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了堅實的硬件基礎。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將外界的模擬信號轉換成數(shù)字信號并加以進行數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)亩嗄K信號處理系統(tǒng)。隨著電子信息產業(yè)的快速發(fā)展,對高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需求也日益增加,高速、高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已成為醫(yī)療設備、無人駕駛、高精度導航等諸多場景應用的解決方案。近些年通信技術不斷迭代發(fā)展,各種通信接口技術層出不窮,在滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣速度和精度的前提下,快速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸也成為采集系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢。本論文介紹的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是基于ADC+FPGA的設計方案,ADC芯片采用是ADI公司設計研發(fā)的AD9467芯片,這款芯片的采樣速率有200Msps,采樣精度有16bit,是一款兼顧采樣速度和采樣精度的高性能ADC芯片。FPGA選取的是Xilinx公司開發(fā)的Virtex-6芯片,具體型號是XC6VLX240T-2FF1156,這款FPGA采用的是40nm銅CMOS工藝,有充足的邏輯資源和存儲資源進行開發(fā)設計,FPGA有1.3Gbps的高I0收發(fā)速率...
【文章來源】:中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
湯優(yōu)妞拐采續(xù)卡實鈞圈
電路進入ADC,?ADC對模擬信號進行模數(shù)轉換后,產生的數(shù)字信號通過FMC進入??母板的FPGA。數(shù)據(jù)會先進入DDR3進行緩存,再由設計的上位機控制將數(shù)據(jù)傳輸??到PC端。系統(tǒng)的整體結構如圖2.1所示[3],圖2.?2展示了?ADC數(shù)據(jù)采集卡的實??物。??2.2模數(shù)轉換的基本原理??模數(shù)轉換器的主要作用是將連續(xù)的模擬信號轉換為離散的數(shù)字信號,主要功??能可以解構成兩個模塊,包括采樣器和量化器,基本結構如圖2.?3所示,模擬信??號是在時間和幅度上都是連續(xù)的物理量,可以在任意連續(xù)的實數(shù)范圍內表示其數(shù)??值的大小,量化后的數(shù)字信號可看成一個離散的數(shù)列[3]。??V<t)?V*(t)?Vo???^采樣器?^量化器?^??圖2.?3棋數(shù)轉換過程??采樣的過程由ADC的采樣器部分完成其功能,采樣過程如圖2.?4所示,在等??時間間隔周期內對一組連續(xù)的模擬信號采樣,將連續(xù)模擬信號通過采樣器保持一??段時間,再通過量化器將保持電路的電壓轉換成離散的等時間間隔的電壓脈沖,??電壓脈沖的幅度和模擬的幅值有關
第2章系統(tǒng)設計方案及基礎理論樣保持電路??轉換器的轉換器模塊內的等效內部電路如圖2.?6所示,模塊是一,采樣保持電路的作用是為量化處理提供一個穩(wěn)定的電壓值,電由放大器和保持電容構成,一般含有兩個放大器,輸入放大器(A(A2),此外還有一個開關電容[6]。??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多核DSP與FPGA高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 陳術濤,沈志,王春聯(lián),胡奇. 電子技術應用. 2018(12)
[2]基于3 GS/s 12 bit ADCs的高速串行接口控制層電路的設計與實現(xiàn)[J]. 蔣林,衡茜,張春茗,鄧軍勇,王喜娟. 電子技術應用. 2018(08)
[3]基于DDR3-SDRAM的圖像采集與顯示系統(tǒng)[J]. 陳一波,楊玉華,王紅亮,邸麗霞,彭晴晴,王朝杰. 電子器件. 2017(03)
[4]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)CMOS圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計[J]. 俞鵬煒,任勇,馮鵬,王洪良,魏彪. 國外電子測量技術. 2016(11)
[5]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)數(shù)傳系統(tǒng)設計[J]. 李洋,禹衛(wèi)東,胡驍,劉霖,張彪. 電子測量技術. 2015(10)
[6]基于DDR3 SDRAM的高速大容量數(shù)據(jù)緩存設計[J]. 馬其琪,鮑愛達. 計算機測量與控制. 2015(09)
[7]FFT方法在ADC有效位測試中的應用探討[J]. 李海濤,阮林波,田耕,田曉霞,渠紅光. 電測與儀表. 2013(10)
[8]地下暗物質實驗中的高速采樣ADC模塊設計與研究[J]. 鄒劍雄,劉振安,趙豫斌,江曉山,胡俊,李捷. 核電子學與探測技術. 2013(05)
[9]基于ADS1258的高精度信號采集電路設計[J]. 宋楠,陳簫,李錦明,馬游春,譚秋林. 電源技術. 2011(12)
[10]軟件無線電中ADC孔徑抖動對SNR影響的建模與仿真[J]. 蘇雪,覃遠年,田克純,王吉平. 計算機工程與科學. 2010(10)
博士論文
[1]基于激光相位波動的高速量子隨機數(shù)發(fā)生器[D]. 張曉光.中國科學技術大學 2017
[2]寬量程Co基多層膜自旋傳感器件及高精度接口芯片研究[D]. 宋敏.華中科技大學 2017
碩士論文
[1]基于時間交替的高速采集技術研究與實現(xiàn)[D]. 駢洋.中北大學 2017
[2]2.5GSPS高分辨率示波器數(shù)據(jù)分析與處理軟件設計[D]. 楊景文.電子科技大學 2017
[3]基于PXIe總線2.4Gsps ADC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關鍵技術研究及實現(xiàn)[D]. 趙王義.華中師范大學 2016
[4]1GSPS高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 楊軍.電子科技大學 2007
[5]數(shù)字CMOS工藝下10位580kSps逐次逼近型模數(shù)轉換器設計[D]. 周文婷.上海交通大學 2007
本文編號:3262616
【文章來源】:中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
湯優(yōu)妞拐采續(xù)卡實鈞圈
電路進入ADC,?ADC對模擬信號進行模數(shù)轉換后,產生的數(shù)字信號通過FMC進入??母板的FPGA。數(shù)據(jù)會先進入DDR3進行緩存,再由設計的上位機控制將數(shù)據(jù)傳輸??到PC端。系統(tǒng)的整體結構如圖2.1所示[3],圖2.?2展示了?ADC數(shù)據(jù)采集卡的實??物。??2.2模數(shù)轉換的基本原理??模數(shù)轉換器的主要作用是將連續(xù)的模擬信號轉換為離散的數(shù)字信號,主要功??能可以解構成兩個模塊,包括采樣器和量化器,基本結構如圖2.?3所示,模擬信??號是在時間和幅度上都是連續(xù)的物理量,可以在任意連續(xù)的實數(shù)范圍內表示其數(shù)??值的大小,量化后的數(shù)字信號可看成一個離散的數(shù)列[3]。??V<t)?V*(t)?Vo???^采樣器?^量化器?^??圖2.?3棋數(shù)轉換過程??采樣的過程由ADC的采樣器部分完成其功能,采樣過程如圖2.?4所示,在等??時間間隔周期內對一組連續(xù)的模擬信號采樣,將連續(xù)模擬信號通過采樣器保持一??段時間,再通過量化器將保持電路的電壓轉換成離散的等時間間隔的電壓脈沖,??電壓脈沖的幅度和模擬的幅值有關
第2章系統(tǒng)設計方案及基礎理論樣保持電路??轉換器的轉換器模塊內的等效內部電路如圖2.?6所示,模塊是一,采樣保持電路的作用是為量化處理提供一個穩(wěn)定的電壓值,電由放大器和保持電容構成,一般含有兩個放大器,輸入放大器(A(A2),此外還有一個開關電容[6]。??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]多核DSP與FPGA高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]. 陳術濤,沈志,王春聯(lián),胡奇. 電子技術應用. 2018(12)
[2]基于3 GS/s 12 bit ADCs的高速串行接口控制層電路的設計與實現(xiàn)[J]. 蔣林,衡茜,張春茗,鄧軍勇,王喜娟. 電子技術應用. 2018(08)
[3]基于DDR3-SDRAM的圖像采集與顯示系統(tǒng)[J]. 陳一波,楊玉華,王紅亮,邸麗霞,彭晴晴,王朝杰. 電子器件. 2017(03)
[4]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)CMOS圖像數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設計[J]. 俞鵬煒,任勇,馮鵬,王洪良,魏彪. 國外電子測量技術. 2016(11)
[5]基于FPGA的千兆以太網(wǎng)數(shù)傳系統(tǒng)設計[J]. 李洋,禹衛(wèi)東,胡驍,劉霖,張彪. 電子測量技術. 2015(10)
[6]基于DDR3 SDRAM的高速大容量數(shù)據(jù)緩存設計[J]. 馬其琪,鮑愛達. 計算機測量與控制. 2015(09)
[7]FFT方法在ADC有效位測試中的應用探討[J]. 李海濤,阮林波,田耕,田曉霞,渠紅光. 電測與儀表. 2013(10)
[8]地下暗物質實驗中的高速采樣ADC模塊設計與研究[J]. 鄒劍雄,劉振安,趙豫斌,江曉山,胡俊,李捷. 核電子學與探測技術. 2013(05)
[9]基于ADS1258的高精度信號采集電路設計[J]. 宋楠,陳簫,李錦明,馬游春,譚秋林. 電源技術. 2011(12)
[10]軟件無線電中ADC孔徑抖動對SNR影響的建模與仿真[J]. 蘇雪,覃遠年,田克純,王吉平. 計算機工程與科學. 2010(10)
博士論文
[1]基于激光相位波動的高速量子隨機數(shù)發(fā)生器[D]. 張曉光.中國科學技術大學 2017
[2]寬量程Co基多層膜自旋傳感器件及高精度接口芯片研究[D]. 宋敏.華中科技大學 2017
碩士論文
[1]基于時間交替的高速采集技術研究與實現(xiàn)[D]. 駢洋.中北大學 2017
[2]2.5GSPS高分辨率示波器數(shù)據(jù)分析與處理軟件設計[D]. 楊景文.電子科技大學 2017
[3]基于PXIe總線2.4Gsps ADC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關鍵技術研究及實現(xiàn)[D]. 趙王義.華中師范大學 2016
[4]1GSPS高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 楊軍.電子科技大學 2007
[5]數(shù)字CMOS工藝下10位580kSps逐次逼近型模數(shù)轉換器設計[D]. 周文婷.上海交通大學 2007
本文編號:3262616
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3262616.html
教材專著