14bit四通道瞬态波形记录仪的研究

摘要

瞬态波形记录仪具有使用灵活方便、结构紧凑合理、功能强、技术先进等特点,可对系统在运行状态中的多项参数进行实时监测,能够解决当代科学研究的许多领域中遇到的捕获瞬态信号的问题.本文在介绍了瞬态波形记录仪发展现状及虚拟仪器理论的基础上,对14bit四通道瞬态波形记录仪进行了研究.在概括介绍了14bit四通道瞬态波形记录仪的系统结构和工作原理的前提下,对数据采集模块中的有源低通滤波器进行了理论分析,并提出了设计方案.而后对控制器模块中应用的CPLD技术进行了阐述,通过CPLD在系统中的具体应用说明其优势.本文的后半部研究了三方面问题,即系统可靠性、误差及性能指标.通过在制版及调试电路中的具体抗干扰措施,提高了系统的可靠性;对系统的整体误差及主要性能指标,文章做了全面的理论分析,推导了算法,进行了仿真试验和实际测试,取得了较为满意的结果.理论分析及实际测试结果说明,本文研究的14bit四通道瞬态波形记录仪的设计方案正确、可行,仪器达到了预期的技术指标要求,性能稳定,具有理论研究的意义和实际应用的价值.

目录

文摘

英文文摘

本人声明

第一章.引言

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3虚拟仪器简介

1.4本论文研究任务

第二章系统总体设计

2.1整体方案

2.2硬件设计

2.2.1硬件设计基本原则

2.2.2数据采集模块

2.2.3控制器模块

2.2.4接口电路模块

2.3软件设计

2.3.1虚拟仪器软件设计的基本原则

2.3.2程序设计流程及运行界面

第三章系统中有源低通滤波器设计

3.1有源低通滤波器简介

3.2滤波电路设计

3.2.1归一化低通滤波器的频率响应与系统函数

3.2.2滤波电路及参数确定

3.2.3幅频特性、相频特性仿真

3.3.4实验结果

第四章CPLD、VHDL语言及在系统中的应用

4.1可编程逻辑器件

4.1.1可编程逻辑器件概述

4.1.2 ALTERA系列CPLD简介

4.2 VHDL语言简介

4.3 CPLD、VHDL在本系统中的应用

4.3.1采样频率逻辑

4.3.2地址发生器逻辑

第五章系统可靠性设计及误差分析

5.1可靠性设计

5.1.1硬件抗干扰

5.1.2软件抗干扰

5.2系统标定

5.2.1模型的建立

5.2.2实验及分析

5.3误差分析

5.3.1输入电路的误差

5.3.2基准电源误差

5.3.3量化误差

5.3.4误差综合

第六章系统性能测试

6.1输入电阻

6.2采集速率

6.3线性度

6.4误差限

结论

附录校准证书

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果