虚拟仪器技术是以传感器、信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术。目前虚拟仪器大部分是基于PC机，利用PCI等总线技术传输数据，数据卡插拔不便，便携性差。随着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统平台已经应用到各个领域，而市场上的嵌入式虚拟仪器系统还相当少，各种研究工作才刚刚起步，各种高性能的虚拟仪器和处理系统在现代工业控制和科学研究中已成为必不可少的部分。因此在我国开发具有较高性能、接口灵活、功能多样化、低成本的虚拟仪器装置势在必行。 针对目前虚拟仪器系统发展趋势和特点，采用FPGA技术，进行一种支持多种平台的高速虚拟仪器系统的设计与研究，并针对高速虚拟仪器系统中的一些技术难点提出解决方案。首先进行了系统的总体设计，确定了采用FPGA作为系统的控制核心，并选取了Labview作为PC平台应用程序开发工具，利用USB2.0接口来进行数据传输；同时选取嵌入式处理器S3C2410以及WinCE作为嵌入式系统硬软件平台。随后进行了各个具体模块的设计，在硬件方面，分别设计了前端处理电路，ADC电路以及USB接口电路。在软件方面，进行了FPGA控制程序的设计工作，实现了对各个模块和接口电路的控制功能。在上层应用程序的设计方面，设计了Labview应用程序，实现了波形显示和频谱分析等仪器功能，人机界面良好。在嵌入式平台上面，进行了WinCE下GPIO驱动程序设计，并在上层应用程序中调用驱动来进行数据的读取。为了解决高速ADC与数据缓存器的速度不匹配的问题，提出利用多体交叉式存储器结构的设计方案，并在FPGA内对控制程序进行了设计，对其时序进行了仿真。 最后对系统进行了联合调试工作，利用上层软件对输入波形进行采集。根据调试结果看，该系统对输入信号进行了较好的采样和存储，还原了波形，达到了预期效果。课题研究并且对设计出一种支持多平台的新型虚拟仪器系统，具有性能好、使用灵活，节省成本等特点，具有较高的研究价值和现实意义。
上传时间： 2013-04-24
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随着电子技术的不断发展，各种智能核仪器逐步走向自动化、智能化、数字化和便携式的方向发展。针对传统的多道脉冲幅度分析器体积大，人机交互不友好，不方便现场分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脉冲幅度分析器的陆续出现填补了这一缺点。 随着电子技术的发展，以ARM为核的处理器技术的应用领域不断扩大，相比较单片机而言，它的主频高、运算速度快，可以满足多道脉冲幅度分析器的苛刻的时间上的要求。而且ARM处理器功耗小，适合于功耗要求比较苛刻的地方，这些方面的特点正好满足了便携式多道脉冲幅度分析器野外勘察的要求。同时，由于以ARM为核的处理器具有丰富的外设资源，这样就简化了外设电路及芯片的使用，降低了功耗并增强了产品的信赖性。另外，ARM芯片可以方便的移植操作系统，为多道脉冲幅度分析器多任务的管理和并行的处理，甚至硬实时功能的实现提供了前提。而且在ARM平台使用嵌入式linux操作系统使多道脉冲幅度分析器的软件易于升级。 智能化和小型化是多道脉冲幅度分析器的发展趋势。智能化要求系统的自动化程度高、操作简便、容错性好。智能化除了需要控制软件外，还需要软件命令的执行者即硬件控制电路来实现相应的控制逻辑，两者的结合才能真正的实现智能化。小型化要求系统的体积小、功耗小、便于携带；小型化除了要求采用微功耗的器件，还要求电路板的尺寸尽量的小且所用元件尽量的少，但小型化的同时必须保持系统的智能化，即不能减少智能化所要求的复杂的逻辑和时序的控制功能。为此采用高集成度的ARM芯片实现控制电路能满意地同时满足智能化和小型化的要求。在研制的多道脉冲幅度分析器中，几乎所有的控制都可以用控制芯片来实现，如阈值设定、自动稳谱以及多道数据采集，在节省了元件的数目和电路板的尺寸的同时仍能保持系统的智能化程度。 Linux内核精简而高效，可修改性强，支持多种体系结构的处理器等，使得它是一个非常适合于嵌入式开发和应用的操作系统。嵌入式Linux可以运行的硬件平台十分广泛，从x86、MIPS、POWERPC到ARM，以及其他许多硬件体系结构。目前在世界范围内，ARM体系结构的SOC逐渐占领32位嵌入式微处理器市场，ARM处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域，例如：工业控制，无线通讯，网络，消费类电子，成像等。 本课题采用三星公司生产的ARM(Advanced RISC Machines，先进精简指令集机器)芯片S3C2410A设计并研制了一种便携式的核数据采集系统设计方案。利用ARM芯片丰富的外设资源对传统的多道脉冲幅度分析器进行改进和简化。系统由前端探测器系统，以及由线性脉冲放大器、甄别电路、控制电路、采样保持电路组成的前置电路，中央处理器模块，显示模块，用户交互模块，存储模块，网络传输模块等多个模块组成。本设计基于ARM9芯片S3C2410，并在此平台上移植了嵌入式linux操作系统来进行任务的调度和处理等。 电路板核心板部分设计采用6层PCB板结构，这样增加了系统可靠性，提高了电磁兼容的稳定性。数据采集系统是多道脉冲幅度分析器的核心，A/D转换直接使用了S3C2410内置的ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器)，在2.5 MHz的转换时钟下最大转换速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采样点每秒)，满足了系统最低转换时间≤5 μs的要求，并且控制简单，简化了外部接口电路。由于SD(Secure Digital Card，安全数码卡)卡存储容量大、携带方便、成本低等优点，所以设计中采用其作为外部的数据存储设备,其驱动部分采用SD卡软件包，为开发带来了方便。本设计采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)屏作为人机交互的显示部分，并且通过Qt/Embedded为系统提供图形用户界面的应用框架和窗口系统。其中包括了波形显示部分和用户菜单设置部分，这样方便了用户操作。系统的数据存取方面是基于SQLite嵌入式小型数据库而进行的。为了方便数据向上位机的传输，系统设计中采用XML(Extensible Markup Language，可扩展标记语言)格式来组织传输的数据，通过基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)协议的Linux下Socket套接字编程，来进行与上位机或PC(Personal Computer,个人计算机或桌面机)等的连接和数据传输。
上传时间： 2013-04-24
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测试仪广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域，是科研和生产不可或缺的重要装备之一。其工作原理是由信号发生装置向被测对象发送激励信号，同时由信号采集与处理装置通过传感器采集被测对象的响应信号，并送到上位机进行数据分析和处理。本文研究采用灵活的现场可编程逻辑阵列FPGA为核心，协调整个仪器的运转，并采用先进的USB总线技术，将信号发生、信号采集与处理有机地集成为一体的多功能测试仪。 本文的第一章介绍了测试仪及其研究应用现状，根据仪器的成本、便携性和通用性要求不断提高的发展趋势，提出了本课题的研究任务和关键技术； 第二章从硬件和软件两个方面讨论了测试仪的总体设计方案，并且分别详述了电源模块、USB模块、FPGA模块、DSP模块、A/D模块、D/A模块这六个功能模块的硬件设计； 第三章讨论了USB模块相关的软件设计，其中包含USB固件设计、驱动程序设计和客户应用程序设计三个方面的内容，详细论述了各部分软件的架构和主要功能模块的实现。 第四章讨论了主控器FPGA的设计，是本文的核心部分。先从总体上介绍了FPGA的设计方案，然后从MCU模块、信号采集模块、信号发生模块三部分具体描述了其实现方式。软件设计上采用了模块化的设计思想，使得结构清晰，可读性强，易于进一步开发；并且灵活的使用了有限状态机，大大提高了程序的稳定性和运行效率。 第五章介绍了DSP模块的设计，讨论了波形生成的原理及实现，并提出了与FPGA接口的方式。 第六章详细描述了实验的步骤和结果，分别从单通道采样和多通道采样两方面实验，验证了仪器的性能和设计的可行性。
上传时间： 2013-06-25
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全国大学生电子设计（课题：波形的合成与分解） 1 任务 设计制作一个具有产生多个不同频率的正弦信号，并将这些信号再合成为近似方波和三角波功能的电路。系统示意图如图1所示： 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理，同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号，这三种信号应具有确定的相位关系；产生的信号波形无明显失真；幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V； 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路，将产生的1kHz和3kHz正弦波信号，作为基波和3次谐波，合成一个近似方波，波形幅度为5V，合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波，参与信号合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度为5V； 2.4根据三角波谐波的组成关系，设计一个新的信号合成电路，将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号，合成一个近似的三角波形，波形幅度为5V； 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调，步进值为0.5V和0.05V； 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路，测量误差不大于5％； 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理，同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号，这三种信号应具有确定的相位关系；产生的信号波形无明显失真；幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V； 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路，将产生的1kHz和3kHz正弦波信号，作为基波和3次谐波，合成一个近似方波，波形幅度为5V，合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波，参与信号合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度为5V； 2.4根据三角波谐波的组成关系，设计一个新的信号合成电路，将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号，合成一个近似的三角波形，波形幅度为5V； 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调，步进值为0.5V和0.05V； 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路，测量误差不大于5％； 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理，同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号，这三种信号应具有确定的相位关系；产生的信号波形无明显失真；幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V； 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路，将产生的1kHz和3kHz正弦波信号，作为基波和3次谐波，合成一个近似方波，波形幅度为5V，合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波，参与信号合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度为5V； 2.4根据三角波谐波的组成关系，设计一个新的信号合成电路，将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号，合成一个近似的三角波形，波形幅度为5V； 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调，步进值为0.5V和0.05V； 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路，测量误差不大于5％； 2要求 2.1 方波振荡器的信号经分频与滤波处理，同时产生频率为1kHz和3kHz与5kHz的正弦波信号，这三种信号应具有确定的相位关系；产生的信号波形无明显失真；幅度峰峰值分别为6V与2V和1.2V； 2.2制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路，将产生的1kHz和3kHz正弦波信号，作为基波和3次谐波，合成一个近似方波，波形幅度为5V，合成波形的形状如图2所示。 图2 利用基波和3次谐波合成的近似方波 2.3 再用5kHz的正弦信号作为5次谐波，参与信号合成，使合成的波形更接近于方波，波形幅度为5V； 2.4根据三角波谐波的组成关系，设计一个新的信号合成电路，将产生的1kHz、3kHz、5kHz各个正弦信号，合成一个近似的三角波形，波形幅度为5V； 2.5合成波形的幅度与直流电平能数字设置和数控步进可调，步进值为0.5V和0.05V； 2.6设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路，测量误差不大于5％； 一起学习交流 QQ:853594759
上传时间： 2013-10-11
上传用户：chongchong1234
设计由555、移位寄存器、D/A转换器、PLD等器件构成的多路序列信号输出和阶梯波输出的发生器电路，重点学习555、D/A转换器及可编程逻辑器件的原理及应用方法。用Proteus软件仿真；实验测试技术指标及功能、绘制信号波形。
上传时间： 2013-11-03
上传用户：crazyer
以双音多频信号为例，通过运用快速傅里叶变换和Hanning窗等数学方法，分析了信号频率，电平和相位之间的关系，推导出了计算非整周期正弦波形信噪比的算法，解决了数字信号处理中非整周期正弦波形信噪比计算精度低下的问题。以C编程语言进行实验，证明了算法的正确性和可重用性，并可极大的提高工作效率。
上传时间： 2014-01-18
上传用户：laomv123
脉冲波形的产生和整形:介绍矩形脉冲波形的产生和整形电路。 在脉冲整形电路中。介绍了最常用的两类整形电路——施密特触发器和单稳态触发器电路。在本章的最后，讨论了广为应用的555定时器和用它构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的方法。 7.1单稳态触发器 单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点； 第一，它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态； 第二，在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返问稳态； 第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。 由于具备这些特点。单稳态触发器被广泛应用于脉冲整形、延时(产生滞后于触发脉冲的输出脉冲)以及定时(产生固定时间宽度的脉冲信号)等。 7.1.1脉冲波形的主要参数 获取矩形脉冲波形的途径不外乎有两种：一种是利用各种形式的多谐振荡器电路直接产生所需要的矩形脉冲，另一种则是通过各种整形电路把已有的周期性变化波形变换为符合要求的矩形脉冲。当然，在采用整形的方法获取矩形脉冲时，是以能够找到频率和幅度都符合要求的一种已有电压信号为前提的。 在同步时序电路中，作为时钟信号的矩形脉冲控制和协调着整个系统的工作。因此，时钟脉冲的特性直接关系到系统能否正常地工作。为了定量描述矩形脉冲的特性，通常给出图7-1 中所标注的几个主要参数。这些参数是： 脉冲周期 ——周期性重复的脉冲序列中，两个相邻脉冲之间的时间间隔。有时也使用频率 表示单位时间内脉冲重复的次数。
标签： 脉冲波形
上传时间： 2013-10-08
上传用户：gai928943
本文介绍了一种基于EDA（电子设计自动化）技术的多功能信号发生器，它采用CPLD（复杂可编程逻辑器件）与单片机结合的方法，可以产生递增锯齿波、递减锯齿波、三角波、阶梯波、方波、正弦波共6种波形。
上传时间： 2013-10-13
上传用户：金宜
伺服舵机作为基本的输出执行机构广泛应用于 遥控航模以及人形机器人的控制中。舵机是一种位 置伺服的驱动器，其控制信号是PWM信号.，利 用占空比的变化改变舵机的位置，也可使用FPGA、 模拟电路、单片机来产生舵机的控制信号旧。应 用模拟电路产生PWM信号，应用的元器件较多， 会增加电路的复杂程度；若用单片机产生PWM信 号，当信号路数较少时单片机能满足要求，但当 PWM信号多于4路时，由于单片机指令是顺序执 行的，会产生较大的延迟，从而使PWM信号波形 不稳，导致舵机发生颤振。
上传时间： 2014-12-28
上传用户：ainimao
为有效控制固态功率调制设备,提高系统的可调性和稳定性,介绍了一种基于现场可编程门阵列( FPGA)和微控制器(MCU) 的多路高压IGBT 驱动触发器的设计方法和实现电路。该触发器可选择内或外触发信号,可遥控或本控,能产生多路频率、宽度和延时独立可调的脉冲信号,信号的输入输出和传输都使用光纤。将该触发器用于高压IGBT(3300 V/ 800 A) 感应叠加脉冲发生器中进行实验测试,给出了实验波形。结果表明,该多路高压IGBT驱动触发器输出脉冲信号达到了较高的调整精度,频宽’脉宽及延时可分别以步进1 Hz、0. 1μs、0. 1μs 进行调整,满足了脉冲发生器的要求,提高了脉冲功率调制系统的性能。
上传时间： 2013-10-22
上传用户：zhulei420
