數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置用來采集飛行試驗中飛行器上的各類傳感器信號,并將數(shù)據(jù)量化轉(zhuǎn)發(fā)。由于飛行試驗環(huán)境復(fù)雜,充斥著各類噪聲,傳感器信號微弱易于被噪聲覆蓋,如何對數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的采集并且轉(zhuǎn)發(fā)對飛行試驗的評定具有重要意義。結(jié)合高精度數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置的需求,按照模塊化思想對裝置進(jìn)行設(shè)計,達(dá)到高精度采集的目的。首先分析了影響采集精度的因素,對裝置的噪聲進(jìn)行噪聲源分析和建模,然后提出了高精度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置的設(shè)計方案;分析了傳感器的特點然后針對傳感器類型,利用溫度傳感器AD590在硬件上進(jìn)行補(bǔ)償,實現(xiàn)了S型熱電偶的補(bǔ)償電路設(shè)計;針對于調(diào)理電路的高精度設(shè)計,主要從放大電路、濾波電路和電源電路三個方面進(jìn)行設(shè)計。放大電路采取低噪聲儀表放大器AD8421和OPA2277構(gòu)成的兩級放大電路級聯(lián)方式,降低了放大器引入噪聲的同時提高了調(diào)理電路信號輸入的信噪比;濾波電路采取RF濾波、二階低通濾波和抗混疊濾波器用來濾除信號中的干擾噪聲;針對電源噪聲輸出特性,采取了開關(guān)電源與線性電源相結(jié)合的方式降低電源噪聲對裝置的影響,總體上降低了噪聲,提高了采集的精度。其次在邏輯設(shè)計方面,針對采集數(shù)據(jù)的類型設(shè)計了RS422數(shù)字量的采集和傳感器... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及來源
    1.2 課題研究目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢
    1.4 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
2 總體方案設(shè)計
    2.1 采集裝置噪聲源分析與建模
        2.1.1 外部噪聲分析
        2.1.2 主要模擬器件噪聲分析
    2.2 設(shè)計需求分析
    2.3 總體設(shè)計思路
        2.3.1 數(shù)據(jù)采集模式的確定
        2.3.2 主要器件的選型
        2.3.3 整體設(shè)計方案
    2.4 本章小結(jié)
3 高精度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置的硬件電路設(shè)計
    3.1 傳感器信號分析
        3.1.1 S型熱電偶傳感器介紹
        3.1.2 壓力傳感器介紹
    3.2 溫度補(bǔ)償電路設(shè)計
    3.3 信號放大電路低噪聲設(shè)計
        3.3.1 前置放大電路設(shè)計
        3.3.2 后級隔離放大電路
    3.4 信號濾波電路設(shè)計
        3.4.1 射頻濾波器設(shè)計
        3.4.2 二階低通濾波器設(shè)計
        3.4.3 抗混疊濾波器設(shè)計
    3.5 電源電路低噪聲設(shè)計
        3.5.1 降壓開關(guān)電源電路設(shè)計
        3.5.2 基準(zhǔn)電壓電路低噪聲設(shè)計
    3.6 系統(tǒng)電路噪聲抑制設(shè)計
    3.7 本章小結(jié)
4 內(nèi)部控制邏輯及關(guān)鍵技術(shù)研究
    4.1 總體邏輯方案設(shè)計
    4.2 數(shù)據(jù)采集控制設(shè)計
        4.2.1 模擬開關(guān)選擇與切換邏輯設(shè)計
        4.2.2 AD轉(zhuǎn)換時序控制
        4.2.3 RS422 接口控制邏輯設(shè)計
    4.3 FIR數(shù)字濾波器的FPGA設(shè)計與實現(xiàn)
        4.3.1 FIR濾波器的理論基礎(chǔ)與設(shè)計方法
        4.3.2 FIR低通濾波器設(shè)計
    4.4 防脈沖均值濾波器設(shè)計與FPGA實現(xiàn)
        4.4.1 理論基礎(chǔ)
        4.4.2 濾波算法的FPGA實現(xiàn)
        4.4.3 降噪結(jié)果分析
    4.5 不同類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
    4.6 本章小結(jié)
5 功能測試與驗證分析
    5.1 測試平臺的組成與搭建
    5.2 功能測試
        5.2.1 數(shù)據(jù)完整性驗證
        5.2.2 數(shù)據(jù)精度測試
    5.3 設(shè)備信噪比分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3148638