基于ARM和FPGA的微加速度计数据采集系统设计

基于常用的MEMS惯性器件微型加速度计,介绍一种采用ARM和FPGA架构来采集加速度数值的设计方案,微加速度计的模拟输出信号经A／D芯片转换后由FPGA进行处理和缓存,然后ARM接收FPGA的输出数据并对数据进行显示和存储,对如何用FPGA实现该数据采集系统的传输控制和数据缓存,以及FPGA与A／D转换芯片和ARM的接口设计给出了说明,实现了加速度数值的采集、传输、显示和存储,该方法配置灵活、通用性强,可以较好地移植到相关器件的数据采集系统中。     

一种高精度多通道数据采集存储电路的设计

为满足多路多种类信号高精度采样的需求,设计了一种基于FPGA的高精度多通道数据采集存储电路.设计采用新型的高精度Δ-∑模数转换器(Δ-ΣADC)对模拟信号进行采样转换,并给出了电路的硬件设计和控制逻辑设计.具体介绍了抗混叠滤波电路的设计,并详细分析了影响Δ-ΣADC采集精度的因素;设计采用FPGA作为主控芯片,实现对整体电路的逻辑控制.测试结果表明,设计实现了对16路模拟信号的高精度采集存储,满足实际需求.     

多通道信号并行采集和万兆高速传输系统设计

给出了以高性能FPGA和DSP为核心实现的并行信号采集和万兆高速传输系统,通过5片ADC芯片的分时采集和误差校正实现了2.5Gsps多通道信号高精度并行采集,基于交换路由芯片实现了万兆串行RapidIO互连.基于FPGA逻辑实现以Farrow结构分数延时滤波器为核心的定时误差校正算法;配置DSP高速串口、FPGA GTX收发器和路由芯片实现了可扩展的高速通信机制,优化实现了高性能DSP的信号处理.     

基于高速相关采样的锁模激光回波实时检测

针对锁模激光器微弱回波信号探测的需求,提出了一种基于高速相关采样和在线实时并行累加处理算法相结合的方法,对传统的模拟取样积分方法进行了改进,可实现无参考信号条件下的实时数字累加检测。设计并实现了一套基于该方法的锁模激光器微弱回波信号检测原型系统,使用12 bit@900 MSPS模拟-数字转换芯片（ADC） ADS5409对经光电转换之后的锁模激光回波信号进行波形采样,并利用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）芯片Kintex-7实现对ADC的控制及在线数据处理。系统测试结果表明,对于重复频率为8 MHz、平均功率为0.04 nW的锁模激光回波信号,通过在FPGA内进行16 000次脉冲波形精确累加,可实现信号的有效检出,且从波形采集完毕到输出检测结果的延时小于100 ns,达到了高度的实时性。经900次重复实验,检测效率达到100%,且无虚警情况发生。     

基于FPGA的电涡流缓速器控制系统

本文提出了一种基于FPAG芯片的控制系统设计方案。系统中利用FPGA状态机高效地控制ADC进行信号采集。在FPGA中搭建的模糊控制器通过对励磁电流的连续调节,实现了恒速、恒转矩和恒流等控制策略。     

基于FPGA的宽带ADC数据采集系统的设计

为了解决射频仿真系统宽带信号采集和处理问题,设计了一种基于FPGA的数据采集系统,系统采用ADC08D1000对宽带信号进行实时采样和转换。该方案采用了模块化设计,设计简单,通用性强,可广泛用于高速系统中的实时数据采集和处理。     

基于FPGA和MCU的多路对地电阻数据采集系统的设计

为了实时采集各种电器设备的对地电阻数据,保证各设备良好的接地性,设计了一种很实用的基于FPGA和MCU的多路同步数据采集的方案,通过对多片ADC进行同步处理,有效地提高了系统运行速度。该方案的A/D转换芯片使用TI的TLV2543,FPGA使用Altera的EP1C6Q240C8。通过利用EDA工具和VHDL语言,在FPGA中设计和实现了ADC接口、数据存储模块以及MCU接口等,给出了系统设计框图,并说明了控制逻辑。     

单轴加速度计信息采集系统设计

为了实现对惯导系统中加速度计信号的采集,本文提出了一种新的单轴加速度计信息采集方案。该方案是将加速度计输出的电流信号通过采样电阻转化成电压信号,再由高精度A/D芯片进行模/数转换,在小电流情况下,运用切换采样电阻值的方式将小电流信号转换成大电压信号,从而充分利用了A/D芯片的量程,提高了加速度计信息采集精度。实验证明,该方法可以提高信号的采集精度,使得在小电流情况下加速度精度达到±1×10^-5g以内,满足了惯性导航系统的要求。     

基于SPI协议的新型高速ADC芯片配置

基于SPI的新型高速模数转换器（ADc）芯片的配置,重点是利用FPGA根据中行外围接口（SPI）协议配置ADC芯片,通过“串并转换”,将ADC内部6个32bit寄存器数据串行移入,实现3GSPS数据采样。首先介绍了SPI协议和芯片的相关信息,接着给出实现高速ADC配置的详细流程及Verilog源代码、DSP控制的C语言源代码。利用该设计对多片高速ADC并行采集进行了成功实践。     

基于ADS6122和FPGA的多通道信号采集系统的设计

针对超声成像系统的信号采集要求,介绍了一种基于FPGA的多通道数据采集和传输系统的设计与实现。采用ADS6122,实现了12 bit、单通道最高采样频率达65 MHz的A/D转换电路。该系统采用FPGA进行逻辑控制,实现了高频信号单通道采集,低频信号多通道同时采集的数据采集系统。系统测试结果表明:当单通道模拟信号输入频率不超过7 MHz时,得到的采样速度和采样精度都能满足超声信号采集的高要求。该系统还可以作为相关多通道信号采集系统设计的参考。     

基于USB2．0的高速高精度数据采集系统模拟电路设计

为了满足数据采集系统对输入信号的高速高精度采集,本文重点介绍了模拟前端放大器件选型以及模拟前端信号调理电路的设计,深入的研究了影响数据采集精度的关键技术,给出了ADC电路设计中提高和保持转换精度的要点。系统已经设计完成,并已成功地应用到型号工程中。     

高精度模数转换器在压力信号采集系统中的应用

本文设计的压力信号采集系统采用了高精度24位的模数转换器ADS1255.如何使用这种高性能的模数转换器,本文给出了硬件和软件设计方法并作了详细的说明.本文使用的模数转换器硬件精度高,接口简单,通用性强.使用这种高精度模数转换器的压力信号采集系统稳定可靠,已通过了井下试验的测试,满足采集井底压力信号的要求.     

基于ATmega16单片机的数显电压表设计

针对测试仪器内部直流电平检测的需要,设计了一款以ATmega16为核心,结合电阻分压网络以及反相求和电路的数显电压表。用单片机自带的十位内部ADC进行模拟数据的采集和转换,设计软件精度校准的方法实现对-19.9~+19.9 V正负量程范围内直流电平的精确测量,并用三位数码管显示,超过设定阈值产生报警。实际测试结果表明,该系统误差不超过0.1 V,具有测量精度高、成本低、性能可靠、显示清晰等优点,有着很好的实用价值。     

基于ADS1256的地震数据采集电路设计

介绍了以ARM内核S3C2440为处理器,24位自带模拟开关的ADS1256芯片为A／D转换和信号输入通道选择,利用其特性、工作原理来设计具有高精度、多通道、实时操作性强的地震数据采集系统电路。数据通过桥式低通滤波输入。有效地抑制了长导线共模信号,并且大大提高了整个电路抗电磁干扰能力,从而可以实现地震数据采集系统的高精度、高质量、低功耗和便携式等特点。     

基于等效时钟法的干涉仪速度信息获取研究北大核心CSCD

为了提升傅里叶变换光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)的性能,设计了一种基于等效时钟法的高精度速度信息获取系统。激光信号经过干涉仪形成干涉信号,通过放大、滤波、整形,成为数字电路识别的脉冲信号。基于速度信息获取的数学原理,对基于T法测量获取速度信息的方法进行了误差分析,并提出基于等效时钟法的速度信息获取方法。现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)读取脉冲信号后,根据等效时钟法计算光程差速度值。仿真分析与实验结果表明,当He-Ne激光干涉信号频率为9kHz时,基于等效时钟法的速度信息获取误差仅为0.01%,实现了高精度的光程差速度信息获取。对提高干涉仪系统的控制精度和光谱仪的信噪比具有重要意义。     

位移传感器数据高精度采集电路设计

对位移传感器数据进行高精度采集是实现大型望远镜主镜位置监控的关键环节。详细分析了位移传感器数据采集电路的输入需求并依此设计硬件电路,将位移传感器信号经过缩放、滤波等调理后输入至ADC芯片ADS1259完成A/D转换;使用DSP芯片F28069读取ADS1259输出的数字信号,解析后发送给PC机进行处理与显示;同时设计了CAN总线接口,用来实现分布式采集电路组建局域网。经过测试,采集电路的分辨率可达到17bit,位移采集误差小于2um,相对误差小于0.01%,能够实现对位移传感器信号的高精度采集,为望远镜主镜监控提供保证和依据。     

基于IEEE-1588的高精度时钟同步系统设计

为提高高速铁路地震预警系统采集设备时间同步精度,本文设计了基于IEEE-1588的网络高精度时钟同步系统。系统利用STM32+FPGA构架搭建硬件平台,在FPGA中利用PLL延迟测量法实现高精度时间间隔测量,时间间隔测量精度达到600ps;利用PHY芯片DP83640获取网络PPS时钟,在STM32中结合卡尔曼滤波与PID算法,实现网络PPS时钟对本地时钟的校正,以及对本地PPS相位校正,最终完成同步系统的软件设计。测试结果表明：本设计时钟同步误差优于3ns,且具备长期稳定性。     

数据采集系统ADC接口设计与实现

本文提出了基于AD7981的数据采集系统ADC接口设计方案.从硬件设计和软件开发两个方面阐述了ADC接口的具体设计和实现方法.ADC接口电路采用模数隔离设计,防止噪声串扰.模数转换芯片性能优越,留有较大的性能余量,扩展了系统的使用范围,前端信号调理电路引起的噪声和误差控制得当,使得ADC接口电路具备较高的准确性和可靠性.     

高精度数据采集电路设计及通道交叉干扰分析

为满足多路远距离电流信号高精度采样的需求,设计了一种基于FPGA的高精度多通道数据采集存储电路。分析了测量电路各模块误差产生的原因,用电路等效理论推导了多通道采集时通道间交叉干扰引入的测量误差,从设计角度出发,提出了减小误差提高测量精度的方法。对设计的多通道采集电路进行了多次测试实验,测试结果表明,采集电路可实现对8路4~20mA电流信号高精度采集测量,测量精度优于0.1%。