高精度數(shù)據(jù)采集技術(shù)在工廠自動化,石油勘探和航空航天等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。與國外相比,我國數(shù)據(jù)采集技術(shù)還不夠成熟,數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品還處于落后地位,自主研究高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對于我國該領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。目前市場上有種類繁多的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品,這些產(chǎn)品的ADC位數(shù)在8位到24位之間,采樣率在幾赫茲到上百兆赫茲之間。在這些產(chǎn)品中,高速采集系統(tǒng)ADC的位數(shù)往往達(dá)不到24位,高于24位的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還沒有成熟的產(chǎn)品。本文依托實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目的需求,針對采樣率在幾百千赫茲,同時(shí)要求高采樣精度這一細(xì)分領(lǐng)域,設(shè)計(jì)了一款基于32位ADC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本文主要工作如下:1、設(shè)計(jì)低噪聲模擬調(diào)理電路。采用高性能的運(yùn)放芯片設(shè)計(jì)模擬電路,并盡量減少器件數(shù)量以降低噪聲。采用32位Δ-Σ型AD芯片設(shè)計(jì)了AD轉(zhuǎn)換電路。使用DC-DC隔離電源和磁耦隔離芯片,將采集板卡前端模擬地和后端數(shù)字地完全分開,降低兩個(gè)地相互之間的串?dāng)_。為了提高采集系統(tǒng)的同步性能,使用FPGA設(shè)計(jì)控制電路。2、設(shè)計(jì)基于USB協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸電路。為了滿足數(shù)據(jù)傳輸速率的需求,同時(shí)考慮到系統(tǒng)的實(shí)用性,設(shè)計(jì)基于USB 2.0總線協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸控制電路�？刂齐娐�... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)
    2.1 系統(tǒng)性能指標(biāo)
    2.2 系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)
    2.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸方案設(shè)計(jì)
    2.5 系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)硬件關(guān)鍵技術(shù)
    3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)
    3.2 低噪聲模擬調(diào)理電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 輸入保護(hù)電路
        3.2.2 低噪聲運(yùn)放芯片選型
        3.2.3 輸入跟隨電路
        3.2.4 單端轉(zhuǎn)差分電路
        3.2.5 基于抗混疊濾波器的AD驅(qū)動電路設(shè)計(jì)
        3.2.6 模擬電路噪聲分析
    3.3 基于32位ADC的AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
    3.4 FPGA控制電路
        3.4.1 基于自頂向下理念的FPGA控制電路設(shè)計(jì)
        3.4.2 基于有源晶振的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)
        3.4.3 基于VHDL語言的模塊設(shè)計(jì)
    3.5 基于獨(dú)立供電結(jié)構(gòu)的低噪聲電源設(shè)計(jì)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)USB接口設(shè)計(jì)
    4.1 USB通信協(xié)議
    4.2 EZ-USB FX2單片機(jī)
    4.3 EZ-USB控制電路設(shè)計(jì)
    4.4 USB固件程序設(shè)計(jì)
        4.4.1 固件程序框架
        4.4.2 USB設(shè)備配置描述符
        4.4.3 USB設(shè)備請求
        4.4.4 USB設(shè)備重列舉
        4.4.5 Slave FIFO固件設(shè)計(jì)
    4.5 基于動態(tài)鏈接庫的USB驅(qū)動程序設(shè)計(jì)
        4.5.1 通用USB驅(qū)動
        4.5.2 LabVIEW下的USB驅(qū)動
    4.6 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 系統(tǒng)上位機(jī)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.2 系統(tǒng)上位機(jī)軟件程序設(shè)計(jì)
        5.2.1 基于生產(chǎn)消費(fèi)模式的數(shù)據(jù)緩存設(shè)計(jì)
        5.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        5.2.3 數(shù)據(jù)的顯示與存儲
    5.3 系統(tǒng)上位機(jī)軟件界面設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)測試
    6.1 系統(tǒng)噪聲測試
    6.2 典型信號測試
        6.2.1 正弦波信號測試
        6.2.2 三角波信號測試
        6.2.3 方波信號測試
        6.2.4 測試結(jié)果誤差分析
    6.3 通道一致性測試
    6.4 系統(tǒng)性能指標(biāo)
    6.5 本章小結(jié)
第7章 全文總結(jié)
    7.1 主要研究工作
    7.2 進(jìn)一步研究建議
參考文獻(xiàn)
作者簡介及科研成果
致謝



本文編號：2899051