基于自适应放大的数据采集系统设计

该文通过研究提高数据采集系统动态范围及采样率的方法,对自适应放大与时序重叠技术的原理进行详尽的分析,设计有关数据采集电路原理图和控制程序,通过整机调试最终实现一个宽动态范围的数据采集系统。具体内容如下:该课题采用自适应A/D转换技术,可以在低成本(12位A/D转换器)的前提下大大地提高采集系统的动态范围,动态范围达120dB。采用自适应放大技术以及时序重叠技术解决了宽动态范围与高采样率之间的矛盾。采用具有ISP功能的STC单片机作为系统的主控芯片,编写了整个系统的控制程序和通信程序,由于该单片机具备ISP功能,系统升级方便。     

0.25 μm CMOS工艺10位150 MHz流水线型ADC设计

采用流水线结构完成了一个10位精度150MHz采样率的模数转换器的设计.通过采用动态比较器降低电路的功耗.在采样保持电路中使用一种新颖的自举开关,可减小失真,使得电路在输入信号频率很高时仍具有很好的动态性能.芯片采用台积电(TSMC)0.25μm CMOS工艺,其有效面积为2.8mm2.测试结果表明,最大积分非线性误差和微分非线性误差分别为1.15LSB和0.75LSB;在150MHz采样率下,对80MHz信号转换的无杂散动态范围为52.4dB;功耗为97mW.     

用于超宽带通信的低功耗4b 2GHz flash ADC

宽带信号的高速采集电路是超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统的基本单元,在满足高速采集要求的同时保持低功耗是设计的难题。该文通过改进全差分预放和高速比较器电路,设计了一个用于超宽带的4 b flash模数转换器(ADC),获得了2 GHz的采样速率,而功耗仅为38mW。基于和舰0.18μm CMOS工艺的仿真设计和流片测试结果表明,该ADC最大积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)指标分别为+0.31/-0.28 LSB和+0.53/-0.36LSB;采样率在600 MHz以内时非杂散动态范围(SFDR)大于38 dB。所设计的ADC核心面积小于0.14 mm2。     

一种采用时间交织结构的低功耗Pipelined SAR模数转换器设计

设计了一款低功耗12bit 100MS/s流水线逐次逼近型模数转换器(Pipelined SAR ADC),提出了一种第二级子模数转换器时间交织的结构,改善了模数转换器的采样率;优化Pipelined SAR ADC前后级子ADC的位数关系,同时结合半增益运算放大器技术,降低了运放的设计难度,减小了运放的功耗.本设计是在TSMC65nm LP工艺下设计实现的,在电源电压为1.2V,采样率为100MS/s,输入信号为49.1MHz时,此ADC可达到69.44dB的信噪比(SNDR)和74.04dB的无杂散动态范围(SFDR),功耗为8.6mW.     

用于超宽带通信的低功耗4b 2GHz flash ADC

宽带信号的高速采集电路是超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统的基本单元,在满足高速采集要求的同时保持低功耗是设计的难题。该文通过改进全差分预放和高速比较器电路,设计了一个用于超宽带的4b flash模数转换器(ADC),获得了2GHz的采样速率,而功耗仅为38mW。基于和舰0.18μm CMOS工艺的仿真设计和流片测试结果表明,该ADC最大积分非线性(INL)和微分非线性(DNL)指标分别为+0.31/-0.28LSB和+0.53/-0.36LSB;采样率在600MHz以内时非杂散动态范围(SFDR)大于38dB。所设计的ADC核心面积小于0.14mm2。     

高精度音频多位sigma-delta调制器设计

设计一个内部采用4位量化器的二阶单环多位sigma-delta调制器。为解决反馈回路中多位DAC元件失配导致的信号谐波失真问题,该sigma-delta调制器采用CLA(Clocked averaging algorithm)技术提高多位DAC的线性度,同时采用动态频率补偿技术增加积分器的稳定性。调制器信号频率带宽为24kHz,过采样率(OSR)为128,采用尺寸为0.5μm的CMOS工艺,工作电压为5V。测试结果表明:在输入信号频率为20kHz时,信噪比(SNR)达103dB,调制器输出信号无杂波动态范围为102dB;整个调制器功耗为87mW,芯片总面积为2.56mm2。     

不同卫星星历和钟差对精密单点定位影响研究

为研究不同星历类型和采样率的钟差产品对精密单点定位的影响,本文利用bjfs站2018年5月6日-12日连续一周的观测数据,采用RTKLIB软件分别进行静态PPP和静态模拟动态PPP解算。研究结果表明,不论是静态PPP还是动态PPP,IGS和IGR精密星历定位结果精度相当,IGU星历精度稍差,需要时可以使用IGR星历代替IGS星历。此外,高采样率的钟差产品对静态PPP定位精度的改善并不明显。动态PPP试验中,采用5s和30s采样率钟差产品的定位精度明显优于300s采样率的钟差产品,说明适当提高钟差采样率可以提高动态PPP的定位精度。     

软件无线电中采样率转换系统的研究

介绍了采样率转换系统和分层计算的采样率转换系统,指出此系统可以有效地降低计算输出采样所需的计算需求,可以有效地提高宽带信号的采样率,对一个单级和多极的采样率转换系统来说,可以明显减少每个采样的平均计算量。     

弹载飞参高速测试系统关键技术分析与设计验证

针对某型制导炮弹发射与飞行过程中部分参数存在脉宽极窄的现象,弹载测试系统对采样率要求更高,而选用高采样率的模数转化器(ADC)存在设计成本高且难以满足实际所需的通道数量、采样率及采样精度等综合问题。基于低成本、小型化、可靠性高的原则,课题组提出了一种基于多ADC菊花链式设计的方法,解决了单ADC采样率局限的难题,高速数据流经过FPGA乒乓操作处理以减小缓存空间及速度的压力,实现了总体采样率成倍提高,设计了一种采样率高、采集精度高、通道多、体积小、成本低的弹载测试系统。该系统能够广泛适用于弹体空间狭小的环境,在不影响弹体自身装药量与打击效果的前提下,可靠地完成弹载试验测试任务。通过试验充分验证了该系统的功能有效性及测试准确性,具有一定的工程应用价值。     

影响超分辨力信号复原能力因素的分析

分析目标、成像系统及算法等诸多因素对超分辨力复原效果的影响.以一维方波信号的超分辨力复原为对象,分析物体的空间范围、点扩散函数、采样率、噪声及先验约束等对超分辨复原能力的影响.分析表明,物体的空间范围及噪声越小,所复原信号的超分辨能力越强;离散采样信号的复原效果与采样率和系统截止频率有关.一维信号的分析结果可以推广到二维情况,图像的超分辨力分析对研究新型超分辨力复原算法和改善现有算法具有实际意义.     

一类交流信号采样方法及工程实现

利用正交样品函数付氏算法,对一类交流采样原理算法进行了研究,利用二表测量原理得出工程上实现一类交流信号采样的计算方法,给出了采样值矩阵获取方法和ＣＴ／ＰＴ交流信号调理及滤波电路及实现交流信号采样计算的函数,并用Ｃ语言实现了用该方法进行的设计。通过工程证明,利用这各交流信号采样方法并选用小ＣＴ／ＰＴ进行交流采样的方法精度高,适用于电力系统和其它工业控制系统的交流数据采集。     

采用DMA技术高速采集摄像CCD输出信号

本文介绍一种用DMA(直接存储器存取)控制器构成的高速微型机数据采集系统,它既可用来采集摄像CCD(电荷耦合器件)输出信号,也可用来采集其它外部设备的高速数据。该系统的特点在于数据的传送不需要经过CPU“中转”,传送速度快,而且结构简单,可靠性好,应用灵活,性能价格比高。     

一种高速宽动态陀螺信号采集电路的设计

根据捷联导航系统中陀螺信号采集的要求,设计了一种新型自动程控增益的A/D数据采集电路,系统根据预采样值判断放大倍数,有效解决了A/D动态范围宽的问题.给出了电路的硬件结构、器件选择与应用等,软件给出数据采集流程图.最后给出的测试结果表明:该系统具有实时性、高精度、大动态范围的优点,具有较高的实用价值.     

工业以太网络控制系统的建模及其控制器设计

为了解决多种现场总线难以集成的难题,提出基于工业以太网的网络控制系统.研究同时具有网络诱导时延和数据包丢失的工业以太网络控制系统的建模问题.假设数据包丢失率一定,网络延时不大于一个采样周期,将工业以太网络控制系统建模为具有事件率约束的异步动态系统.针对对象状态不完全可测情况,研究采用动态输出作为反馈的网络控制系统指数稳定问题,给出确保系统稳定的动态输出反馈控制器的设计方法,并通过仿真算例证明该方法的有效性.     

基于CPLD和USB的高速数据采集系统的设计

介绍了CPLD和USB在基于数据采集系统的虚拟仪器的应用。通过软、硬件技术的结合，实现了对多路模拟信号的采集和多种波形的输出，充分发挥了虚拟仪器的优势。该系统利用CPLD芯片及高速、高精度的ADS8364芯片和多通道的DAC7624／25芯片，开发了高速数据采集和波形发生器系统，并使用USB接口在主机中实现数据存储与显示。     

MDEA水溶液对CO_2吸收速率的测定

为了精确测定气体吸收动力学的数据 ,建立了一套采用计算机数据采集系统的实验装置 ,改进了数据采集软件。气体吸收压力数据的测定精度为 0 .0 5 %。测定了在石油化工、天然气净化和合成氨工业中常用的 N-甲基二乙醇胺(质量分数 32 .4 % ) +哌嗪 (2 .6 % )水溶液吸收 CO2 的动力学速度 ,并根据阻尼膜理论建立了相应的吸收动力学计算公式 ,可用于实际体系的吸收动力学计算     

超声信号测量高速数据采集系统设计

设计了一种用超声波检测射孔深度的高速数据采集系统。该系统采用美国ADI公司新型的四级流水线式高速、高精度模数转换器AD 92 2 0和数据交换速度高于FIFO和DMA方式的分页式双端口存储器 ,该存储器与PC机直接接口 ,因此 ,数据采集和处理可并行进行。该系统具有 10MHz的采样频率和 12位的采样精度 ,可以较好地测出来自射孔底部的反射信号 ,并能进一步分析和检测射孔的深度和质量。该系统还可以用于其他需要高速数据采集的场合     

基于IBM－PC机的超高速数据采集系统的研究

论述了基于ＩＢＭ－ＰＣ机的超高速数据采集系统，提出了采用“闪烁”Ａ／Ｄ转换器超高速采样和分时分片多体存储技术的设计方案；简述了该系统的主要结构，由于合理地选用、分布超高速芯片（ＥＣＬ电路）和普通高速芯片，故只用少量的超高速芯片，即可满足系统的指标要求，又扩大了存储容量，提高了性能／价格比。可满足输入电压±（１０ｍＶ～２０Ｖ）双通道的示波系统模拟信号测量要求。     

基于CPLD和DSP的不同采样速率多路数据采集系统的设计

针对星载电场探测仪星内信号采集与处理系统的应用需求,提出了一种新的基于CPLD和DSP的多路数据采集系统的设计方法,并通过系统设计验证此方法的可行性.该方法利用CPLD为DSP提供AD的数据和控制接口,屏蔽了不同AD的差异对DSP软件的影响,实现了硬件电路的模块化设计,从而有较好的可扩展性和可操作性.该系统有三路数据采集通道,使用了三种不同型号的AD进行采样,以实现不同的动态范围、采样速率与采样精度.通过仿真和系统验证证明了该方法的可行性和可操作性.     

数据采集系统的USB接口设计

针对一般总线的数据采集设备都受到不支持热插拔、PC端口资源有限等因素的影响,使用起来很不方便的问题,设计了采用USB(Universal Serial Bus) 作为数据采集系统的通讯总线,系统采用具有ISP(In-System Programing)功能的微控制单元P89C51RD2HBA 和专用USB接口芯片PHIUSBD12 作为硬件通讯平台,遵循USB1.1协议规范设计通讯部分程序,使用KILE C编译环境完成系统程序的设计.该设计使采集系统具有接口便捷、易扩展和低成本等特点,经测试,该系统采样速率可以达到136 kbit/s.