基于VXI总线8通道并行隔离A/D模块的研制

摘要

本论文主要设计了VXI总线8通道并行隔离A/D模块，它是组建VXI测试系统的基本模块。本文在对VXI总线规范和多通道并行数据采集系统的深入理解，以及对VXI总线数据采集技术的基本原理和发展趋势作了深入细致研究的基础上，完成了VXI总线8通道并行隔离A/D模块的研制。论文的主要工作如下：
　　1.确定了VXI总线8通道并行隔离A/D模块的总体设计方案。以FPGA(Field Programmable Gate Array)为控制核心，采用串行A/D变换器和通道隔离技术，实现了8通道并行采集和测试数据分时存储功能，利用Verilog HDL(Hardware Description Language)设计VXI寄存器基接口电路及各通道的控制电路。
　　2.在模块的缓存设计上采用所内自行研制的大容量动态存储模块，为数据采集提供了大量的存储空间，简化了模块电路板和控制电路的设计，同时，也为大容量连续采集应用提供了解决方案。
　　3.模拟输入通道设计有量程切换电路和滤波电路，并且采用了屏蔽、浮置技术和磁耦隔离技术，使用了高性能的隔离电源和磁电耦合器，有效地抑制了输入信号的共模干扰和噪声，实现了安全、高速的数据采集。
　　4.模块中设计了触发电路，支持软件触发、通道触发、总线触发和多通道同步触发。用户可根据被测信号特征，通过程序设置采样频率、量程，可实现各A/D通道在不同采样频率和测量范围下工作。
　　5.在模块的软件设计中，利用VISA开发仪器的驱动程序，并利用Lab Windows/CVI作为软件开发平台编制了符合VPP规范的软面板。
　　设计了验证模块功能和性能指标的测试方法，分析了模块各部分误差的产生原因，运用误差合成理论，给出了模块的总体误差。该模块现已完成实验样机的研制，经调试，功能满足了设计要求。

目录

基于VXI总线8通道并行隔离A/D模块的研制

DESIGN OF EIGHT-CHANNEL PARALLEL ISOLATION A/D MODULE BASED ON VXIBUS

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及国内外发展现状

1.2 VXI总线自动测试系统技术综述

1.3 A/D变换技术综述

1.4 课题研究内容

1.5 本文结构

第2章 方案设计

2.1 模块功能和技术指标

2.2 关键技术及方案选择

2.3 测试数据的传输与存储方案选择

2.4 模块结构设计

2.5 模块工作过程

2.6 本章小结

第3章 硬件设计

3.1 模拟通道的电路设计

3.2 存储器模块介绍

3.3 VXI总线接口电路的设计

3.4 模块控制逻辑设计

3.5 模块控制逻辑时序分析

3.6 本章小结

第4章 软件设计

4.1 模块驱动程序设计

4.2 模块软面板设计

4.3 本章小结

第5章 模块调试和误差分析

5.1 调试内容

5.2 误差分析

5.3 数字电压测量的误差公式

5.4 调试数据误差分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢