作为一种全新的探测技术，激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比，激光雷达是一种通过发射特定波长的激光，处理并分析回波信号，实现目标探测的技术，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，以及极大的探测距离等优点，目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析，从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量，因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路，对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案，传统的MCU实现方案较为普遍，但受线程的带宽限制，且难以提高系统的精度与复杂性；采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构，一定程度上提高了系统的带宽与复杂度，但成本较高，功耗较大，且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中，对系统控制复杂度，信号处理实时性，整体性能与功耗等要求，论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件，完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析；同时选用线程处理优势较强的MCU，实现相关信号的控制与高速串口的收发，完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案，选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2，实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计，完成了相关外设的驱动控制，并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析，最终通过与所设计PC软件终端的通信，实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作，可完成10kHz激光器的触发，并行实现回波信号的实时处理与分析，以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统，多次进行硬件电路的测试与实验，表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常，性能稳定，且功耗低，保密性强，符合设计的需求，实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间： 2022-05-28
上传用户：xsr1983
随着手机摄像头和数码相机性能的提升，增加摄像头设备到平台处理器之间的传输带宽变越来越有必要，传统的DVP接口已经不能适应现在的科技发展。在这样的大形势下MIPI联盟应运而生，它制定了一个通用的标准来规范高性能移动终端的接口，而它的子协议MIPI CSI-2则完美的解决了摄像头设备与平台处理器之间高速通信的难题，提供了一种标准化、强大、可靠、低功耗的传输方式。MPI CSI-2接口采用差分信号线，确保了高速数据在传输时不易受到外界的干扰，而其采用的ECC编码和CRC编码则从一定程度上减少了个别错误数据对于整体数据的影响，又由于自身处于MIPI大家族协议之中，它自身也很容易兼容应用MIPI家族协议的其他设备。本文详细的介绍了MIPI CSI-2协议数字部分RTL的实现，模拟部分的实现，以及后续的测试分析。在设计中RTL的设计、纠错以及模块的时序分析在Linux平台上进行。而模拟部分的实现以及整体的动态测试在FPGA平台上进行。通过这样的分工可以更全面的发挥两个平台的长处，更具体的来说，在Linux阶段的设计时充分的利用了modelsim与verdi配合的优势，从而更好的设计代码、分析代码和测试代码。而在综合时又利用Design Compile与Prime time充分的对设计做了资源分析和时序分析，保证了设计的质量。而在FPGA阶段设计时，充分的利用了FPGA灵活而且可以动态测试的优势来验证模块的正确性，此外在FPGA上还可以使用商用接收端来接收最后产生的MIPI数据，这样的验证方法更权威也更有说服力。在设计方法上，在数字部分的RTL设计中充分的应用了模块化的思想，不仅实现了协议的要求，而且灵活的适应了MIPI CSI-2协议在实际应用时的一些变通的需求。而在模拟部分的物理层设计中则大胆的做了尝试和创新，成功的在没有先例参照的情况下自主设计了FPGA下的物理层部分，并且最后成功的被商用接收端验证。总的来说在整个设计过程中遇到了阻碍和很多难题，但是经过不懈的努力最终克服了技术上的种种困难，最终也获得了阶段性的成果和自身的技术提高。
上传时间： 2022-05-30
上传用户：kingwide
当人体内胰岛素分泌不足或胰岛素作用缺失时会导致血糖浓度偏离正常水平从而引发糖尿病及其并发症。血糖浓度的检测是糖尿病科学诊断的前提。本文针对课题组研制的MEMS血糖传感器用于组织液超滤提取检测的功能需求，研究了三电极MEMS血糖检测传感器微电流检测技术并研制了传感器检测与控制电路。本文主要对检测原理、电路设计与分析、电路测试以及检控系统葡萄糖浓度测试等部分进行了详细研究。首先对MEMS血糖传感器的检测原理进行分析，对辅助传感器产生电流的电路（恒电位电路和信号发生电路）原理图进行设计，对传感器产生的微电流范围进行实验分析。对传感器工作过程中产生的电化学噪声进行研究，提出噪声消减方法，为后续微电流检测电路的设计奠定基础。然后结合检测微电流输出特点及血糖传感器超滤提取动作控制需求，设计了检控系统，由微电流检测系统、人机交互及无线通信、电源系统三大部分组成。为验证微电流检测系统电路设计的正确性，本文借助Multisim仿真软件重点对电路中的恒电位及1/V转换的性能进行分析。此外对电路中的噪声来源进行分析，计算相关噪声并分析对电流检测的影响。对元件布置与布线、接地、电路板漏电防护等方面进行了研究，从而提高电路的抗干扰能力在检控电路研制基础上，本文搭建测试系统，测试电路的静态和动态特性.静态特性准确度、重复性、灵敏度、分辨力、稳定性、零漂等：动态特性包括恒电位电路的电压跟随特性以及检测电路的阶跃响应和频率响应特性。测试结果表明，该检测系统满足设计指标。最后，为测试葡萄糖浓度，将微电流检控电路与MEMS血糖传感器集成，做葡萄糖浓度的响应实验和重复性实验。在测试结果数据处理基础上，建立了葡萄糖浓度预测模型。测试结果表明，通过预测模型得到的检测结果符合临床检测精度要求。
上传时间： 2022-06-18
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随着现代光电子技术的迅速发展，各类光电转换器件的不断出现，光电检测技术的应用领域越来越广泛，尤其是微弱光信号检测技术的应用发展。微弱光信号检测中，常常由于信号动态范围宽、背景噪声大给信号检测带来较大的困难。本文根据微弱光信号检测技术原理，设计了一种基于单片机的微弱光信号检测系统。首先，本文探讨了微弱光信号检测技术的研究背景和国内外研究现状，对比了在微弱光信号检测中常用的几种方法。其次，对于微弱光信号检测系统的放大电路模块、电路控制模块、电源电路、信号采集与传输模块进行了详细的介绍和讨论。其中，重点分析了放大电路部分，利用对数放大器的信号压缩功能，结合积分放大器原理实现宽动态、大噪声信号的压缩和变换，使信号平稳变换输出，有效的被提取出来。对于系统的软件部分采用单片机C语言编写程序。然后，利用两种光电二极管（PN型和PIN型）对微弱光信号检测系统的入射光功率特性和入射光频率特性进行了讨论和分析，并测量了实际的发光二极管的光谱。最后，对系统电路测量结果和输出特性进行了总结，并提出了该课题下一步研究工作。微弱光信号检测系统电路的测量结果表明，该系统在微弱光信号检测中达到较理想的效果。系统电路成本较低、速度较快、操作灵活，可以用于多种场合下的微弱信号的检测。关键字：微弱光检测，对数放大器，数据采集，光谱测量
标签： 微弱光信号检测系统
上传时间： 2022-06-18
上传用户：默默
激光探测技术是激光技术的一个最重要的方面。激光由于具有高亮度和方向性、单色性好等特点，因此在国防和民用领域中正发挥着越来越重的作用。脉冲激光探测技术作为激光探测技术的一种方式，正在成为世界研究的热点。本文以激光雷达为研究背景，在通过增大接收系统口径提高回波信号信噪比的前提下，从理论和实验上研究了脉冲激光回波信号特性对探测性能的影响。在理论和设计方面，本文首先对几种激光探测技术进行深入的研究。对脉冲激光测距中回波信号进行分析，并建立信噪比测距方程，在此基础上，推导回波信号功率和系统噪声公式。定量分析了接收系统三种主要的噪声，并从接收系统出发，研究接收口径和接收视场对探测信噪比的影响，在设计上，采用大口径物镜以提高回波信号强度，采用雪崩光电二极管（APD）作为光电探测器件，通过干涉滤光片和视场光阑降低系统背景噪声以提高回波信号信噪比。前置放大电路采用跨导放大电路结构，有效地对APD所输出的微弱电流信号进行放大。在实验方面，通过大量的实验和实验数据，研究了回波信号幅值和测距误差以及测距不确定度的关系，发现回波信号幅值越大，系统的测距误差和测距不确定度越小。研究了脉冲激光回波信号的幅值和上升时间的统计分布。分析了测距系统带宽对于系统探测概率和漏测率的影响，发现过小的系统带宽会使系统探测特性发生恶化。最后，对信噪比和探测概率的关系做了实验研究。本文的研究对脉冲激光探测理论有一定的完善作用，对后续系统的研制和探测指标的改善有很好的参考价值。
上传时间： 2022-06-20
上传用户：得之我幸78
说明：Microchip Technology Inc.采用存储容量为1 Kb至1Mb的低电压串行电可擦除PROM（Electrically Erasable PROM，EEPROM），支持兼容串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的串行总线架构，该系列器件支持字节级和页级功能，存储容量为512 Kb和1Mb的器件还通常与基于闪存的产品结合使用，具有扇区和芯片擦除功能。所需的总线信号为时钟输入（SCK）线、独立的数据输入（S1）线和数据输出（SO）线。通过片选（CS）输入信号控制对器件的访问。可通过保持引脚（HOLD）暂停与器件的通信。器件被暂停后，除片选信号外的所有输入信号的变化都将被忽略，允许主机响应优先级更高的中断。整个SPI兼容系列器件都具有标准的8引脚PDIP和SOIC封装，以及更高级的封装，如8引脚TSSOP，MSOP.2x3DFN，5x6 DFN和6引脚SOT-23封装形式。所有封装均为符合RoHS标准的无铅（雾锡）封装。引脚图（未按比例绘制）
上传时间： 2022-06-20
上传用户：fliang
脉冲多普勒（PD）雷达是一种广泛被采用的全相参体制的雷达，它利用目标与雷达之间相对运动而产生的多普勒效应进行目标信息提取和处理，具有较高的速度分辨率，可以有效地抑制强地杂波的干扰问题。为了满足实验室开发雷达对抗半实物仿真系统的需求，本论文展开对PD雷达信号处理实时仿真算法的研究。本文首先介绍了PD雷达的工作原理，分析了PD雷达的距离、速度模糊问题，对PD雷达的杂波也做了简单介绍。由于PD雷达信号处理算法研究的需要，本文介绍了PD雷达接收机的组成，详细分析了正交相位检波处理的方法，并对接收端信号的处理过程进行了仿真。基于PD雷达工作原理，本文提出了一种低重频脉冲多普勒雷达信号处理仿真框架，对PD雷达信号处理系统各主要模块的算法以及其功能、原理进行了详细的分析，并运用Mailab对低重复频率PD雷达信号处理进行了仿真。最后，本文基于ADSP-TS201对雷达信号处理算法的实时性进行了分析，在Visual DSP+-开发环境实现了FFT算法和数据求模算法，获得相应的运算指令周期。整个工作对PD雷达信号处理半实物仿真系统的搭建具有重要的意义。
上传时间： 2022-06-21
上传用户：kingwide
广东工业大学硕士学位论文 (工学硕士) 基于FPGA的PCIE数据采集卡设计数据采集处理技术与传感器技术、信号处理技术和PC机技术共同构成检测 技术的基础，其中数据采集处理技术作为实现自动化检测的前提，在整个数字化 系统中处于尤为重要的地位。对于核磁共振这样复杂的系统设备，实现自动化测 试显得尤为必要，又因为核磁共振成像系统的特殊性，对数据的采集有特殊要求， 需要根据各种脉冲序列的不同要求设置采样点数和采样间隔，根据待采信号的不 同带宽来设置采样率，将系统成像的数据采集下来进行处理，最后重建图像和显 示。因此本文基于现有的采集技术开发专门应用于核磁共振成像的数据采集卡。 该采集卡从软件与硬件两个方面对基于FPGA的PCIE数据采集卡进行了研 究，并完成了实物设计。软件方面以FPGA为核心芯片完成数据采集卡的接口控 制以及数据处理。通过Altera的GXB IP核对数据进行捕捉，同时根据实际需要 设计了传输协议，由数据处理模块将捕捉到的数据通过CIC滤波器进行抽取滤 波，然后将信号存入DDR2 SDRAM存储芯片中。在传输接口设计上采用PCIE 总线接口的数据传输模式，并利用FPGA的IP核资源完成接口的逻辑控制。 硬件部分分为FPGA外围配置电路、DDR2接口电路、PCIE接口电路等模 块。该采集卡硬件系统由Flash对FPGA进行初始化，通过FPGA配置PCIE总 线，根据FPGA中PCIE通道引脚的要求进行布局布线。DDR2接口电路模块依 据DDR2芯片驱动和接收端的电平标准、端接方式确定DDR2与FPGA之间通 信的各信号走线。针对各个模块接口电路的特点分别进行眼图测试，分析了板卡 的通信质量，对整个原理图布局进行了设计优化。 通过测试，该数据采集卡实现了通过CPLD对FPGA进行加载，并在FPGA 内部实现了抽取滤波等高速数字信号处理，各种接IsI和控制逻辑以及通过大容量 的DDR2 SDRAM缓存各种数据处理结果正确。经系统成像，该采集卡采集下来 的数字信息可通过图像重建准确成像，为核磁共振成像系统的工程实现打下了良 好的成像基础。
上传时间： 2022-06-21
上传用户：fliang
摘要 DAQmx驱动作为N公司的第三代数据飛集硬俘驱动程序，减少了传統数据采集硬件驱动程序帶来的编程复杂性，可被多种编程语言调用，程序接口功能强大，应用起来十分方便。研究并使用DAQmx驱动程序开发基于PX1总线的数采系统逐渐成为趋势。针对PXI总线数采系统开发中必须解决的采集同步、触发等关键技术问题，重点讲迷在LABVIEW中利用DAQmx驱动实现多块数采卡同步采集、多功能数采卡的横拟与数字信导同步采集的程序设计技术以及数字与模拟信号触发程序设计技术等。利用这些技术可解决大部分基于PX1总线的数据采集仪器设计问题。并结合工程实际，演示了利用DAQmx工具开发的32通道多功能PXI总线数据采集系统。DAQmx硬件驱动程序是N公司研制的第三代硬件驱动程序，在LABVIEW环境下使用可简化数据采集系统程序设计。且可被C++、VC++、以及LabWindows/CVI等程序调用，为应用其他开发语言的工程师提供了方便。DAQmx驱动程序在数据采集程序设计时具有如下特点：对多功能的数据采集卡都使用统一的编程界面，可编写模拟输入、模拟输出、数字10以及定时器/计数器程序，驱动程序完全支持多线程程序。利用Measurement&Automation（MAX）配置工具，可简化数据采集卡的配置。在异常条件下运行可靠，传统的DAQ驱动难以处理异常情况，而DAQmx定义并加强了异常条件处理方法，这比传统DAQ驱动更可靠，一个最重要的特征是简化了采集同步的难题。传统DAQ中的设备同步实现起来相当复杂，必须通过软件编程路由RTSI总线或PFI信号线来完成，而DAQmx应用时不必为信号指定路由，只需确定同步信号，所有路由工作由DAQmx自动完成。本文结合工程开发实际介绍在LABVIEW环境下应用DAQmx驱动程序开发数据采集系统的技术，主要讲述利用DAQmx解决多块卡同步的问题，以及多功能数据采集卡的数字与模拟采集同步以及信号触发等问题。
上传时间： 2022-06-22
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摘要：本文介绍了一个基于ARM的线性CCD高速采集系统，系统中选择了高速线性CCD和高速ADC，因为ADC的采祥速度相对ARM的工作时钟频率较慢，所以使用CPLD和FIFO作为A/D和ARM之间的1/0接口，它使电路工作在更加平稳、简洁而易丁控制，同时也提高了ARM的工作效率。为了提高通信速度，这里采用通用申行总线（USB）技术米与PC进行通信。ARM是用来控制主处理器的数据采集，数据的计算和数据传输。结果证明，整个系统能高效运作。该系统可应用于高速数据采集及多路模拟信号的工作环境下。1引言在电气化铁路，为了扩大对电力机车受电弓的寿命，所以要使受电弓滑块磨损均匀，接触线的直线段（电气化铁路供电线）排列为曲折路线（弯段被安排成折线的形式）。之间的接触线的定位点和受电弓轨道中心线距离称为错开值，这是一种接触线的关键指标。错开值是不可忽视的，这个值过小会影响到受电弓滑块磨损的均匀性，从而影响到延长使用寿命的目的，然而，在某些情况下（比如陷入了激烈的风中），造成大范围的在屋部的横向运动（并且速度越快，受电弓的左右摆动越剧烈），按触线将在某些部分将会超过受电弓的有效工作长度，从而使错开，接触线值超出标准范围的错开值，导致了当前连接的破坏，甚至导致了会产生受电弓事故的错识运行。受电马与滑触线发生故障，将导致列车正常运行的中断，从而对铁路运输产生严亚的影响。为了避免这些情况，错开伯及其变化应经常性地予以测试。因此，一个机车的接触线式在线监测系统，及与其配套的数据采集系统被开发出来，它的工作是实时地、迅速地计算错开值。
上传时间： 2022-06-23
上传用户：kingwide
