用于LXI仪器的多功能仪器模块的研究与实现

摘要

本课题是“LXI多功能仪器关键技术研究”项目的子课题，其主要任务是研究用于LXI多功能仪器的数据采集卡以及数字多用表(DMM)模块的设计与实现方法，以及通过LXI仪器总线接口模块与系统控制平台进行数据传输的相关技术。 本多功能仪器模块通过LXI总线接口模块与系统控制平台进行信息交换，并按照多功能仪器系统控制平台发出的控制命令执行相应的仪器功能操作和数据传输。同时，可通过LXI总线接口模块实现多功能的网络化仪器。 本文通过对国内外总线仪器发展现状分析，引入了LXI总线仪器的概念，进一步分析了LXI总线仪器的特点和优势，阐明了LXI总线在未来仪器总线中的重要地位，体现了实现本课题的重要性和必要性。在此基础上进一步分析了项目对本课题的要求，确定了以数字多用表、频率计及高速数据采集卡等LXI系统的多功能模块的研制做为论文工作重点，并确定了相应的技术指标，接下来本文将从各个模块的测量理论、系统需求、测量方案及可行性、原理图设计、元器件选型及PCB布局等多个实际方面，详细论证该项目的实现方法和过程。作为一个完整的LXI总线的多功能仪器，本文在论述了测量模块之后，对LXI总线通信模块的实现方案也作了详细的阐述。最后，制定了系统测试方案，验证了模块的功能和关键指标。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 LXI仪器总线概述

1.1.1总线仪器发展概况

1.1.2 LXI模块化仪器的特点及优势

1.2课题研究意义及目标

1.2.1任务来源背景

1.2.2本课题研究内容及意义

1.3主要工作内容

第二章系统总体论证及设计

2.1模块功能和技术指标

2.2系统关键问题分析及解决方案

2.2.1概述

2.2.2高精度直流电压测量

2.2.3交流电压转换

2.2.4电流信号转换

2.2.5电阻测量方案

2.2.6频率测量方案

2.2.7高速数据采集的速率及带宽

2.2.8高速数据采集卡采集时序逻辑控制

2.2.9控制系统方案设计

2.2.10 LXI总线接口模块方案设计

2.3系统整体方案设计

2.4本章小结

第三章测量模块设计

3.1测量模块设计概述

3.2电源模块设计

3.2.1系统需求分析

3.2.2器件选型

3.2.3设计方案论证

3.2.4 PCB布局及电磁兼容分析

3.3 ADC基准模块设计

3.3.1系统需求分析

3.3.2器件选型

3.3.3设计方案论证

3.3.4 PCB布局及电磁兼容分析

3.4 ADC测量核心模块设计

3.4.1系统需求分析

3.4.2器件选型

3.4.3设计方案论证

3.4.4 ADC控制软件设计

3.4.5 PCB布局及电磁兼容分析

3.5直流电压调理模块设计

3.5.1系统需求分析

3.5.2硬件系统设计及相关器件选型

3.5.3 PCB布局及电磁兼容分析

3.6交流调理模块设计

3.6.1系统需求分析

3.6.2器件选型

3.6.3设计方案论证

3.6.4 PCB布局及电磁兼容分析

3.7电流信号调理模块设计

3.7.1系统需求分析

3.7.2器件选型

3.7.3设计方案论证

3.7.4 PCB布局及电磁兼容分析

3.8电阻测量模块设计

3.8.1系统需求分析

3.8.2设计方案论证

3.8.3 PCB布局及电磁兼容分析

3.9频率测量模块设计

3.9.1系统需求及测频原理分析

3.9.2器件选型及设计方案论证

3.9.3测频软件设计

3.9.4 PCB布局及电磁兼容分析

3.10高速数据采集模块设计

3.10.1模块概述及相关原理介绍

3.10.2整体设计方案及相关器件选型

3.10.3设计方案论证

3.10.4系统软件设计

3.11本章小结

第四章LXI总线模块设计

4.1 LXI仪表总线标准及系统构成

4.1.1概述

4.1.2 LXI仪器模块标准

4.1.3LXI总线仪器系统构建方案

4.1.4课题的主要内容

4.2 LXI通信模块系统构架及数据交换区划分

4.2.1 LXI通信模块硬件架构

4.2.2 LXI通信模块数据交换缓冲结构划分

4.2.3 LXI通信模块网络物理层及数据链路层的实现

4.2.4 TCP/IP协议简介及UIP的移植

4.3基于uIP协议栈的LXI标准的实现

4.4本章小结

第五章总结与展望

致谢

参考文献