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基于USB总线的数据采集器/信号发生器的设计

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基于USB总线的数据采集器/信号发生器的设计

作者：吴东艳哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着计算机技术和信号处理技术的飞速发展,使已经提出多年的虚拟仪器逐步走向现实。本文以基于USB 总线的数据采集/信号发生器的研制过程为主要内容,阐述了以其实现虚拟仪器的具体方案。本文首先介绍了USB 总线技术的相关内容,并在此基... 详细信息

随着计算机技术和信号处理技术的飞速发展,使已经提出多年的虚拟仪器逐步走向现实。本文以基于USB 总线的数据采集/信号发生器的研制过程为主要内容,阐述了以其实现虚拟仪器的具体方案。本文首先介绍了USB 总线技术的相关内容,并在此基础上采用USB1.1 协议和美国国家半导体公司的USBN9604 接口芯片完成了全速USB 设备接口的开发,实现了通用计算机与测试设备之间基于USB 总线的通信功能,同时,又深入的研究了USB2.0 规范,并将其要点与USB1.1 协议进行了比较分析,采用Cypress 公司的CY7C68013 接口芯片设计了USB2.0 设备接口,完成了硬件设计及控制程序的固件设计。其次,选用了美国Cygnal 公司的新型单片机C8051F007 作为核心控制器,利用其内部的12 位A/D 和D/A 转换器,开发了基于USB 总线的数据采集/信号发生器。该设备具有体积小、功耗低、USB 总线供电的优点,对激励信号的运算和采集信号的处理都由通用计算机来完成;充分体现了虚拟仪器的通用性和灵活性。最后,主机应用程序通过调用API 函数,使用操作系统内置的HID 驱动程序和HID 类设备进行通信,测试软件在此基础上完成了面向用户接口的USB 设备接口测试仪、虚拟数字示波器和信号发生器。所设计的数据采集/信号发生器是构建虚拟仪器时不可缺少的硬件组成部分,实践表明,以其实现的虚拟仪器性能优良,使用灵活、价格低廉。

关键词：虚拟仪器信号发生数据采集 USB

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基于DDS的多模信号发生器设计

计算机测量与控制 2010年第3期18卷 731-733页

作者：刘哲韩焱姚金杰中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

提高主动式无线探测系统的抗干扰性能有效方法是在随机时间输出不同调制模式的信号,其中多模信号发生器是系统的核心;为了模拟不同调制模式的信号输出及随机时间下信号的快速转换,设计了一种基于DDS的多模信号发生器;系统以DDS为核心,... 详细信息

提高主动式无线探测系统的抗干扰性能有效方法是在随机时间输出不同调制模式的信号,其中多模信号发生器是系统的核心;为了模拟不同调制模式的信号输出及随机时间下信号的快速转换,设计了一种基于DDS的多模信号发生器;系统以DDS为核心,总体采用CPLD与DDS芯片相结合的设计,外置FLASH芯片为信号控制字存储单元;该系统最高频率达120MHz,储存11种常用信号并可输出外部定义信号,转换速度为2.5μs。实验结果表明,该系统具有发生信号种类多、转换速度快且精度高等特点,可以广泛应用于实验室条件和各种无线探测,微波通信的频率合成信源抗干扰领域。

关键词：信号发生多模 DDS FLASH

FPGA控制DDS与AGC的精密信号发生系统研究

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仪表技术与传感器 2019年第1期 55-58,63页

作者：王振瑜吴校生叔晟竹上海交通大学电子信息与电气工程学院微纳电子学系微米纳米加工技术国家级重点实验室上海200240

信号频率分辨率和幅值分辨率是信号发生源性能好坏的重要指标。基于现场可编程门阵列(FPGA)的嵌入式系统,分别采用直接数字合成技术(DDS)和自动增益控制技术(AGC)实现了频率和幅值精密可调的信号发生系统。该信号发生源的频率由FPGA提... 详细信息

信号频率分辨率和幅值分辨率是信号发生源性能好坏的重要指标。基于现场可编程门阵列(FPGA)的嵌入式系统,分别采用直接数字合成技术(DDS)和自动增益控制技术(AGC)实现了频率和幅值精密可调的信号发生系统。该信号发生源的频率由FPGA提供的频率控制字决定。信号发生源的信号幅值由AGC增益控制电压决定,FPGA通过控制DAC的输出模拟量改变增益控制电压。论文设计研究的信号发生系统频率分辨率可达0. 1 Hz,幅值分辨率达0. 1 V。

关键词：信号发生现场可编程门阵列直接数字合成自动增益控制频率分辨率幅值分辨率

基于磁测残余应力的信号发生和数据采集分析的辅助设备

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基于磁测残余应力的信号发生和数据采集分析的辅助设备

作者：张文进吉林大学

学位级别：硕士

本文是依据铁磁性物质磁性变化测量残余应力而开发的一套信号发生和数据采集系统,信号发生器主要部分是单片机和D/A转换芯片DAC0832;数据采集装置以89S52单片机为核心并通过MAX232作为异步通讯口与PC机进行数据通讯;A/D转换芯片采用Maxi... 详细信息

本文是依据铁磁性物质磁性变化测量残余应力而开发的一套信号发生和数据采集系统,信号发生器主要部分是单片机和D/A转换芯片DAC0832;数据采集装置以89S52单片机为核心并通过MAX232作为异步通讯口与PC机进行数据通讯;A/D转换芯片采用Maxim公司出品的MAX197。本文介绍了系统的组成及工作原理,完成了硬件电路设计、PC机与89S52单片机通讯接口设计。分别用C语言和MCS51汇编语言完成了信号发生和数据采集软件的编写。PC机应用程序采用具有可视化、面向对象设计、事件驱动机制等特点的VB设计了良好的人机界面;编写了数据处理和通信程序。PC机与89S52单片机的数据传输利用MSComm控件的Input属性和Output属性完成。

关键词：残余应力信号发生数据采集

基于FPGA和QUD的塔康信号发生系统设计与实现

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基于FPGA和QUD的塔康信号发生系统设计与实现

作者：刁望电子科技大学

学位级别：硕士

塔康(TACAN)即战术空中导航系统(Tactical Air Navigation System),是一种应用较为广泛的近程无线电导航系统。其采用极坐标定位原理,通过配套的地面信标台与机载塔康设备进行通信以得到距离和方位信息。塔康导航系统是目前军用航空导... 详细信息

塔康(TACAN)即战术空中导航系统(Tactical Air Navigation System),是一种应用较为广泛的近程无线电导航系统。其采用极坐标定位原理,通过配套的地面信标台与机载塔康设备进行通信以得到距离和方位信息。塔康导航系统是目前军用航空导航的主流机制。正交上变频器QUD(Quadrature Upconvert Device)分成传统的正交调制器(Quadrature Modulator)和数字正交上变频器(Quadrature Digital Up Converter)。根据论文研究的应用需求和实际情况,本论文选用的是数字正交上变频器。本文首先介绍了课题的来源和研究的意义,提出了课题的任务和目标。在简要的介绍了塔康系统的工作原理之后,根据研究的具体要求,提出了基于可编程逻辑器件和正交上变频器进行的塔康信号发生系统的设计方案,并对硬件架构、信号处理流程以及主要的器件选型都进行了简要的描述。然后根据设计的流程,分别对硬件和软件的设计进行了详细的阐述,同时根据设计工作的难点和重点,对询问、应答及塔康信号的仿真、逻辑实现和正交上变频器的原理以及应用也进行了较为详细的分析和论述。在系统设计实现之后,采用工程技术方式,对设计的结果进行了验证。在论文最后,对本课题研究设计进行了简要的总结。根据实际的测试情况,本课题的研究成果可以产生设计要求的几种塔康信号测试所需信号,且各项指标满足设计要求。

关键词：塔康信号信号发生可编程逻辑器件正交上变频器

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轨道交通控制设备多信号发生系统的研究

轨道交通控制设备多信号发生系统的研究

作者：丁鑫北京交通大学

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为了得到与实际的轨道信号相符的可供监测的信号源,本文提出采用硬件模拟电路产生各种不同类型的轨道交通控制设备信号的方案。轨道交通控制设备多信号发生系统要产生的信号包括站内电码化非电化区段站内发送盒供出电压、驼峰ZD7直流快... 详细信息

为了得到与实际的轨道信号相符的可供监测的信号源,本文提出采用硬件模拟电路产生各种不同类型的轨道交通控制设备信号的方案。轨道交通控制设备多信号发生系统要产生的信号包括站内电码化非电化区段站内发送盒供出电压、驼峰ZD7直流快速道岔转辙机动作电流、交流连续式轨道电路的电压以及电源对地漏流,要产生的信号类型包括交流电压、交流电流、直流电流,其中站内电码化交流电压信号还要实现信号频率的可控变化。整体系统要实现的功能包括通过人机界面实现对系统的操控、主控板前端接收触摸屏的信号信息、主控板通过CAN总线将接收到的信号信息发送给信号发生单元、信号发生单元产生相应特性的轨道信号。本文使用Prote199SE绘制PCB板,采用Keil μvision进行软件程序的编写和调试。本论文的工作内容主要包括以下几点：1、使用数码管动态显示信号发生板的配置信息以及当前产生的前端预处理信号的电压、电流以及频率的值。2、为了检测程序的运行状态,防止单片机受到干扰,避免发生“程序跑飞”或“死机”,减少系统后期维护的频率,重新加入了WDT电路,软件方面通过定时器中断程序进行喂狗操作,大大提高了系统的稳定性与可靠性。3、在本系统中,实验人员通过触摸屏操作界面设置系统要产生信号的电压、电流、频率的值,所以本文编辑了上位机操作界面。操作界面包括启动界面、信号发生选择与设置界面、系统介绍界面,利用VisualTFT软件完成界面上按钮的配置。4、在之前硬件设计的基础上,使用Prote199SE软件对硬件电路进行改进并制作PCB板。增加所需的硬件电路;不断减小电路板的尺寸,节约制作成本;最大限度的去除冗余电路,节约硬件资源;持续测试与更改PCI接口卡、DB9串口以及挡板的尺寸,使之能与IPC-610-H工控机箱的插槽完全契合等等。5、通过信号发生板产生的前端信号的电压、电流幅度以及功率都比较小,不能满足微机监测的要求,所以还需要对信号进行后期的处理。本文提出了对前端信号进行后期处理的方法。

关键词：轨道主控板信号发生硬件设计

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基于FPGA低频信号发生及分析仪设计

自动化与仪器仪表 2016年第6期 40-41,44页

作者：张艳陕西工业职业技术学院

设计了一种双路低频信号发生和分析系统,系统是基于FPGA设计的。FPGA是整个系统的数据处理核心。此系统能够同时产生两路低频信号,同时还能够把两路信号叠加进行频谱分析,并且还能够实现幅度和频率的提取,提取到的信息能够通过液晶模块... 详细信息

设计了一种双路低频信号发生和分析系统,系统是基于FPGA设计的。FPGA是整个系统的数据处理核心。此系统能够同时产生两路低频信号,同时还能够把两路信号叠加进行频谱分析,并且还能够实现幅度和频率的提取,提取到的信息能够通过液晶模块进行显示。测试结果表明,此系统操作简单,易于实现,并且稳定可靠。具有广阔的应用空间。

关键词： FPGA 信号发生频谱分析