信号采集电路的设计与实现

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1、贵州大学硕士学位论文信号采集电路的设计与实现姓名：文霞申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：刘宇红20070501贵州大学2007T程硕l：硕l：学位论文摘要随着数字信号处理理论和计算机的不断发展，现代』：业生产和科学技术研究都需要借助数字处理方法，进行数字处理的先决条件是将所研究的对象进行数字化，也即数据采集与处理。高速数据采集技术目前已经在雷达，卢纳、软件无线电、瞬态信号测试等领域得到广泛应用。高速采样的核心技术一高速缓存的实现有三种方式：FIFO(先进先出)方式，双口RAM方式，高速SRAM方式。目前国内

2、成熟的高速数据采集产品的采样频率最高为30兆赫兹左右。本课题要求信号采样通道带宽为20兆赫兹，采样频率为50兆赫兹，并在电脑上进行仿真实现。该功能单元一旦实现可广泛用于各种要求信号采集的电路，具有较高的实用价值。数据采集技术是以前端的模拟信号处理、数字化、数字信号处理和计算机等高科技为基础而形成的一I’j综合技术．是联系模拟世界与计算机之间的桥梁．随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统也迅速得剑应用．在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力丁具。也是获取科学奥秘的重要手段之

3、一．数据采集技术是一项基本的实删性技术，它被J“泛麻用丁-I刻像处理，振动测试，语音信号分析和瞬态信号分析等众多领域。目前不同性能指标的通用或专_}}jI的数据采集系统，在各种领域中随处可见。但是，由了成本或技术开发等众多闪素的影响，一般的数据采集系统其速度和通道数不能满足一些特殊领域的测试要求，或者满足这些要求的系统又由丁成本相当高而使得向市场推厂。的难度加大。本数据采集系统主要包括三部分：信号调理、A／D转换、FPGA设计。输入的模拟信号经过前置放大器放人后进入采集系统，先经过信号调理电路进行信号的放大、滤波、

4、使信号带宽限制在需要的范围内，并使信号的幅度与ADC的量程相匹配；经过以上处理后，信号被送入采样保持器进行采样，然后被模／数转换器草化：转换后的数字量暂存在FPGA内部块RAM设计的FIFO中，供DSP读取并处理颦化后的数据被送入存储器进行存储以供处理。A／D为系统的核心芯片，负责将经过调理通道后的模拟信号转换成数字信号。FPGA主要完成和DSP芯片之间数据的缓冲、转换及传递，利用握手信号实现异步通信。A／D控制码发送电路、数据转换电路、存储电路和时钟电路。关键词：数据采集A／D转换FPGAFIFo贵州大学2007

5、届工程硕士硕士学位论文Inviewofthenecessityofdigitizingsignalsathigherfrequency，requestonhighersampingrateandsampingprecisionhasbeenadvanced．However．duetothe1imitationofdevelopmentofADC，itisdifficulttoachievehighsampingrateandhighprecisionsimultaneously．Giventhatsampingra

6、teisthemustimportantindexofdataacquisitionsystem，itissignificanttoresearchonthecriticaltechnique，frequencysynthesis，datatransmissionandstorageandanti—interferencetechnique．Aimingatindexof50Msps，thesystemarchitectureisillustratedIndetailandthecrucialtechniquesc

7、oncerninghigh—speedcIataacquisitionsystemarealsodiscussedinthisdissertation．Themaintasksofthisdissertationarelistedbelow：Firstly，thebasicprincipleofdataacquisitionisexpounded．TheSchemestoachievehigh—speedDASareproposed，designthedoubleChannelA／Dconverterunitsby

8、usingAD9288．Secondly，thepivotaltechniquesconcerninghigh—speedI}ASareAnalyzedanddiscussed．Thirdly。basedonthestructureofFPGA+A／D，hardwarecircuitsofsystemareaccomplished．KeyWords：Data