基于FPGA的四极杆分离式控制系统研究

设计了一种新型的基于FPGA的四极杆分离式控制系统。该系统使用了两片FPGA组成主从系统，主芯片设计在主控板，从芯片设计在采集板，分别负责四极杆扫描和数据采集功能，使用LVDS高速差分线和开发的私有协议来完成功能联动，全双工传输速率在ns级别，使得主从板等同于在同一系统控制下工作。该系统用于扫描和采集功能分离的四极杆质谱仪中，取代了分离的MCU+FPGA的架构，解决了因扫描和采集功能无法联动所造成的无法避免畸变信号的采集，以及采集数据与目标离子无法准确对应等问题。相比于旧的系统设计，该系统的扫描和采集联动机制有效将质谱图的信噪比提升6dB，并使得采集数据与目标离子达到100%的对应。本次设计的四极杆分离式控制系统已在ICP-MS质谱仪中成功应用，并且针对类似的系统分离仪器有着较高的借鉴性和实用价值。     

基于FPGA与USB2.0的温度数据采集与控制

在数据采集领域,基于FPGA和USB2.0的数据采集系统广泛地应用在各种数据采集场合.介绍了一种用于温度测量数据的采集与控制系统的设计方法.该系统基于FPGA与USB2.0的架构,FPGA控制系统对温度传感原件热敏电阻温度的数据采集和通过外围电路驱动控温执行元件半导体制冷器TEC对被测物进行加热或制冷,达到自动温控的效果.首先利用Verilog语言设计了高精度的脉冲计数模块和USB2.0设备控制器的模块,并将其集成在SOC中,实现NIOS系统与PC机的通信,然后设计了作为数据采集通道的USB芯片CY7C68013A工作在slavefifo模式下的固件程序,以及数据显示与处理的应用程序.实验结果表明,利用FPGA与USB器件可实现温度数据的高速和准确传输,并且对TEC的控制反应迅速.     

基于特高频传感器局部放电监测系统的FPGA设计

为了有效监测局部放电信号,利用FPGA的高速并行处理能力,设计一种基于FPGA的特高频局部放电监测硬件实现系统。文中介绍了系统的硬件设计及FPGA实现原理。系统使用提升小波变换对采集数据进行脉冲提取,然后对有效脉冲进行特征提取,最后将提取的特征参数送入PC端,使用DBSCAN将脉冲的特征提取结果进行聚类分离。实验结果表明,基于高速FPGA设计的局部放电监测硬件系统能将不同脉冲信号有效分离。     

捷联惯导系统数据采集卡的设计

介绍了利用FPGA实现激光陀螺捷联惯导系统数据采集卡的设计。采集电路是激光陀螺捷联惯导系统中非常重要的组成部分,在深入分析激光陀螺和加速度计的输出信号的基础上,完成了基于FPGA的数据采集电路的设计,使用IP核来实现数字滤波模块,通过实验表明,该采集卡计数实时而准确,滤波效果达到设计要求,采用FPGA大大简化了装置,提高了系统的简易性和配置的灵活性。     

便携式数据采集系统

针对目前插卡式数据采集卡拆卸不方便,体积较大以及传统单片机控制采集速度低、非实时等一系列缺陷,设计了一套基于FPGA与USB2.0的便携式数据采集系统.系统采用FPGA作为主控芯片,实现对A/D转换芯片及USB2.0接口芯片的控制.利用VC++设计数据采集系统的控制界面,对采集的数据进行显示和存储.该系统小巧、便携的设计特别适用于移动的作业现场.     

基于FPGA的脉冲信号参数高精度测量技术研究

本文介绍了一种基于FPGA的高频脉冲信号参数测试系统,可高速高精度测量脉冲信号的幅度、频率、占空比、上升时间等参数。装置利用FPGA的高速和并行特点,实现脉冲信号参数的高速采集;通过与单片机之间的实时通信,进一步增加了数据的后处理能力;采用等精度测量等一系列措施,有效提高了测量精度,缩短了测量时间。实验结果表明,研制的测试仪精度高、可靠性好、误差率低,可用于电信号参数测量、仪器检测等领域。     

基于PXIe总线的高速数据采集程控系统

针对单粒子撞击测试中窄脉冲信号的长时间检测问题,提出了一种基于PXIe总线以及数据采集卡的高速数据采集程控系统,实现了高速数据采集存储、实时脉冲数量统计、数据回放、远程控制仪器等方面功能,采用NI-PXI-5122数据采集卡实现了4通道、50 MSPS/Ch采样率、14 bit采样精度的同步采样,采用NI-HD-8265磁盘阵列实现了380 Mbyte/s以上数据流量1 h的连续流盘存储,应用Lab VIEW开发了系统软件,对采集流盘和程控仪器进行控制,利用模拟实验平台产生脉冲信号对系统的采集存储能力进行了测试。研究结果表明,该系统能以高采样率进行多通道的长时间数据采集,能够实现实时脉冲数量统计、数据回放、计算机远程控制等多项功能。     

遥测信号及实时信噪比高速同步数据采集系统设计

提出了一种具有多路、多类型的遥测信号及实时信噪比信号采集、存储及显示系统的设计及实现.该系统选用FPGA作为整个系统的主控制器,利用多块大容量FLASH存储芯片实现了信号的高速同步采集.详细介绍了信噪比数据、模拟量数据与数字量数据的编帧结构和数据采集存储过程,解决了数据的远距离传输问题.系统采用CY7C68013来实现USB接口的高速数据传输,支持热插拔,使用方便灵活.     

工业CT用数据采集与传输系统设计及实现

为了满足工业CT对数据采集系统的采集实时性、传输准确性、结构小型化及功能模块化等要求,设计并完成了一种基于FPGA+ARM架构的嵌入式数据采集与传输系统.该系统利用FPGA实现了多通道并行数据的实时采集、格式转换与一级缓存,同时利用ARM完成了数据的二级缓存以及基于TCP协议的以太网数据传输.该系统已被应用到多个大型工业CT机中,结果表明该系统能够满足射线能量达9 MeV、探测器通道数达960的工业CT系统运行在各种扫描方式下的数据采集与传输要求.     

高可靠性多通道模拟信号采集存储系统

为了解决大型舰体舱内大范围冲击与环境噪声信号采集难度大以及数据采集过程中系统控制稳定性低的问题,设计了一种体积小,容量大的多通道数据采集存储设备,通过FPGA控制采集系统,利用线性光耦滤除高频信号干扰,ADS1258实现16路模拟数据的转换,异步缓冲技术对高速数据进行缓冲,抽样表决与延时滤波相结合来提高开关控制指令的稳定性,最终实现16路数据的采集存储。实验证明,此系统的采样精度能够达到0.1%,可以有效地抑制干扰信号,提高了系统的稳定性。     

线阵CCD驱动时序及信号采集系统的设计

文中设计介绍了一种基于FPGA和ARM的线阵CCD传感器驱动时序和信号采集的实现方法。该系统通过分析TCD1707D线阵CCD的驱动时序,采用Verilog HDL硬件描述语言设计出驱动脉冲电路。CCD正常工作后,产生的模拟信号经过预处理和高速A/D转换送入FPGA的基本宏功能模块FIFO(先进先出数据缓存器),通过异步缓存实现ARM处理器对采集信号的主控及后续应用。线阵CCD驱动时序及信号采集系统,是基于CCD传感器图像处理系统的重要组成部分,经过上位测试平台验证,能够提供准确的数字图像信号。     

基于FPGA和ARM的便携式在线监测仪

文中介绍了一款基于FPGA和ARM的便携式在线监测仪.通过Cyclone II系列FPGA控制12位A/D转换器ADC7886进行数据采集,将信息实时传输到ARM终端进行监控及处理,并控制12位D/A转换器TLV5616实现模拟电压输出,同时采用SD卡进行数据存储.系统设计在解决在线监测难点的同时达到了便携性的要求,实现了信号的采集、存储、测量和显示,具有很强的实用性[1].该系统已在煤炭科学研究总院抚顺分院的井下设备监测中稳定应用.     

基于ARM+FPGA的高速信号采集系统设计

本文提出了一种实现信号采集方案，介绍了由ARM处理器S3C241O和EP2C8 FPGA组成的高速信号采集系统的系统设计，并着重介绍前端硬件的设计，并就ARM处理器和FPGA的互联设计进行探讨。利用FPGA硬件控制A／D转换，达到了较好的效果，实现了信号的采集与存储。     

基于FPGA的内嵌滤波算法的高速PCI采集卡设计

针对现有采集卡在滤波处理方面的不足,对采集卡的原理设计、FPGA的开发及滤波算法的实现进行研究,设计出一种新型高速PCI采集卡,其关键技术是将上位机实现的数字滤波器移植到FPGA中,在FPGA内部集成16阶FIR数字滤波器,并将M4K存储块配置为两个双端口RAM,构成双缓冲区。经实验验证,该采集卡能在复杂的使用环境中保证信号的高速、高精度采集,已成功应用于某型飞机的平尾舵机综合测试系统中。     

基于ZYNQ的变流器通用控制平台研究

提出一种基于ZYNQ可扩展处理平台的新型变流器控制系统方案,并使用Vivado开发软件进行软硬件协同设计。其中ARM完成变流器控制策略的实现,主要包括闭环控制算法、最大功率点跟踪、功率调节、通信等功能;FPGA完成A/D采样芯片控制、三相锁相环控制、SVPWM波形控制、PWM逻辑模拟控制等功能,并采用了基于WiFi透传模块的故障信息传输系统。在三电平光伏并网逆变器的实验表明:该控制器能够完成复杂控制算法的快速运算,并网运行性能可靠。     

基于ARM&FPGA的CCD图像识别装置

给出了一种CCD图像识别装置的设计方法,该装置以ARM与FPGA为主控芯片,设计了基于Nios Ⅱ的A/D控制模块并行控制多路CCD图像信号的数据采集和基于Nios Ⅱ的多种内核,重点介绍了基于Nios Ⅱ的LCD驱动以实现液晶显示、设计A/D采样控制模块以实现多路数据采集以及设计SL811HS驱动以实现ARM与PC的USB通信等.实验结果表明系统具有应用价值高、速度高、可靠性高、故障少等优点.     

波形采集、存储与回放系统的设计

该系统以单片机和FPGA为核心控制器件,实现了波形采集、存储与回放功能。整个系统由信号调理、比较电路、采集存储、数据处理、人机交互等模块组成。信号调理模块采用高速低躁声运放AD8038实现高阻输入、幅度控制;比较电路采用LM311实现被采集信号周期的测量;数据采集模块采用AD5540芯片,在FPGA时序控制下采样;C8051F020单片机作为总控制器,与FP-GA内部的双口RAM和读写信号相结合,实现数据的存储,以及回放前数据的读取;信号输出部分采用DA芯片THS5651和高速运放AD8039相结合,实现了低输出阻抗和信号幅度的控制。经测试,系统功能齐全,波形完整,回放频率非常准确。     

A high speed photon counter system for microwave mercury ion frequency standard

This report describes a high speed photon counter system for microwave mercury ion frequency standard based on a field programmable gate array (FPGA). A high speed comparator is chosen to convert analog signal to digital pulse. A circuit with low-voltage differential signaling (LVDS) receiver in FPGA is used to capture the rising edges of the pulses. In our experiment, the clock of the Altera FPGA EP4CE10E22C8N is 80 MHz which is easy for logic design, and the de-serialization factor of the LVDS receiver is 8, the measured minimum pulse width that can be correctly captured is about 1.67 ns. As a compact and low-cost module, the photon counter system is used for the microwave mercury ion frequency standard.     

基于FPGA的FIR滤波器设计与实现

文章研究基于FPGA、采用分布式算法实现FIR滤波器的原理和方法,用DSP Builder设计了一个4阶FIR滤波器,并用QuartusⅡ进行硬件仿真,仿真结果表明设计FIR滤波器的正确性。同时使用IP Core开发基于FPGA的FIR数字滤波器,利用现有的IP Core在FPGA器件上实现滤波器设计。     

集成电路成型与分离系统

设计了一种集成电路成型与分离系统,分析了系统设计的各个关键环节,该系统基于FPGA、ARM及计算机多核控制,重点介绍了工作台运动轨迹控制模型的设计、基于ARM的LED显示屏设计、语音模块设计、伺服电机的控制以及利用以太网通信等等。实验结果表明系统有噪声小、速度高、精度高、可靠性高等优点,具有较高的应用与推广价值。