模數(shù)轉(zhuǎn)換是數(shù)據(jù)采集的核心內(nèi)容,通俗來說,數(shù)據(jù)采集就是完成模數(shù)轉(zhuǎn)換過程。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展也越來越迅速,一個性能良好、使用便捷的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊更利于系統(tǒng)集成,使其能在大型測試系統(tǒng)內(nèi)完成重要工作。本論文主要設(shè)計一個基于PXI總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊,使用PXI 3U板卡結(jié)構(gòu),將此模塊集成于PXI系統(tǒng)中,完成適用、便攜的實時數(shù)據(jù)采集板卡設(shè)計,實現(xiàn)量程檔可選、自動增益控制、誤差校準(zhǔn)等功能。該模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊具有100kHz的采樣率,最多64通道并行采集,適用于多通道低頻信號并行采集的系統(tǒng)當(dāng)中。此模塊設(shè)計利用FPGA作為主控芯片,利用FPGA+PCI9054的方式實現(xiàn)與PXI總線的通信,同時利用PXI的多種觸發(fā)方式進(jìn)行觸發(fā)工作。在上位機的控制下,相關(guān)配置信息及控制采集信號經(jīng)過PCI總線傳輸?shù)絇CI9054,PCI9054完成與PCI總線的通信后由FPGA控制完成與PCI9054的本地總線通信,當(dāng)FPGA接收到相關(guān)控制信息后,將配置通道信息轉(zhuǎn)換發(fā)送至模擬開關(guān)電路,將配置增益信息發(fā)送至程控放大器,將控制ADC采集的控制信息發(fā)送至AD7663并完成接收轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),最后將數(shù)據(jù)通過PCI總線返回... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

通道選通控制仿真波形圖

結(jié)果為 0 則保持該狀態(tài)，輸出增益控制。邏輯設(shè)計部分的設(shè)計方案，模數(shù)轉(zhuǎn)換器使用串NVST#控制，當(dāng) CONVST#被拉低時，標(biāo)高，表示 AD 正在工作，等待 AD 轉(zhuǎn)換始有效，在每一個時鐘高電平期間，網(wǎng)位開始發(fā)送，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完成后，BU已經(jīng)結(jié)束，ADC 處于空閑狀態(tài)，可以進(jìn)要控制輸出開始采集信號 CONVST#經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)線傳輸。此過程中串并轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計使用圖如圖 4-7 所示。

圖 4-8 實測 ADC 讀時序圖在控制此時序時，需要注意以下幾點：1) 控制開始轉(zhuǎn)換信號 CONVST 脈寬至少為 5ns；本控制邏輯使用 10MHz 時鐘輸入，CONVST 保持一個周期有效脈寬為 100ns，超過最低脈寬要求，為提高系統(tǒng)速度，可適當(dāng)增加工作時鐘頻率。2) 兩次轉(zhuǎn)換時間之間間隔至少為 4 s；因此，從前一次 CONVST 有效到下一次控制開始采集至少需要經(jīng)過 40 個周期；設(shè)計中可根據(jù) BUSY 信號進(jìn)行下一次采樣時間控制。當(dāng)進(jìn)行連續(xù)采集時，由上位機控制不斷發(fā)送采集命令，本設(shè)計最高采樣頻率為100kHz，需要控制兩次采集之間的時間間隔為 10 s。ADC 采集時的時序與以上相同，此部分由軟件完成控制即可。4.5 PCI 本地總線接口邏輯設(shè)計根據(jù)上面章節(jié)對 PXI 的相關(guān)技術(shù)介紹及 PCI9054 設(shè)計概述，其主要功能是接收

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 尚可.  航空電子技術(shù). 2011(02)
[2]基于PCI9054的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計[J]. 景志,馬琰森.  電子設(shè)計工程. 2011(01)
[3]基于PCI9054從模式的數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計與應(yīng)用[J]. 安冬冬,劉文怡,郅銀周.  計算機測量與控制. 2010(10)
[4]基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 裴喜龍,童莉.  微計算機信息. 2006(19)
[5]PCI9054芯片接口設(shè)計中若干問題的深入研究[J]. 童鵬,吳新建.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2005(10)
[6]PCI9054本地總線控制可編程邏輯設(shè)計[J]. 彭杰,汪國有,張?zhí)煨?  計算機仿真. 2003(09)

碩士論文
[1]高速信號采集板卡設(shè)計[D]. 楊旭.電子科技大學(xué) 2012
[2]基于FPGA的PCI數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計[D]. 王立娜.北方工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3583142