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数据采集系统

  • 电子式互感器数据采集系统的研究与设计.rar

    在电力系统容量日益扩大和电网电压运行等级不断提高的潮流下,传统电磁式互感器在运行中暴露出越来越多的弊端,难以满足电力系统向自动化、标准化和数字化的发展需求,电子式互感器取代传统电磁式互感器已经成为一种必然的趋势,并成为人们研究的热点。本文围绕电子式电流互感器高压侧数据采集系统进行了研究与设计。 Rogowski线圈是电流传感元件,本文总绐了Rogowski线圈的基本原理,其中包括线圈的等效电路和相量图,线圈的电磁参数计算。在理论研究的基础上,结合实际设计一款高精度PCBRogowski线圈。电容分压器是电压传感元件,文章中介绍了传感器的原理、传感器的模型结构,针对其自身结构缺陷和工作环境的电磁干扰,提出具有针对性的电磁兼容设计方法。 积分器的性能一直是影响Rogowski线圈电流传感器的精度和稳定性的重要因素之一。模拟积分器具有结构简单、响应速度快、输入动态范围大等优点;数字积分器具有性能稳定,精度高等优点。后者的优势使其成为近年来Rogowski线圈电流互感器实用化研究的一个热点问题。本文设计了一套数字积分器设计的方法,其中包括了积分算法的选择,积分输入采样率和分辨率的确定,数字积分器的通用结构,积分初值的选择方法等。 为了保证系统的运行稳定,文章中的系统只采用激光供电模式,降低数据采集系统的功耗就成了系统设计的一个重要环节。文章中介绍了一些实用的低功耗处理方法,分析了激光器的特性,光电池的特性和光电转换器件的特性,并根据这些器件的特性,改进了数据发送激光器的驱动电路,大幅度降低了系统的功耗,保证了系统在较低供电功率条件下的正常运行。 论文最后对全文工作进行总结,提出进一步需要解决的问题。

    标签: 电子式互感器 数据采集系统

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:zsjzc

  • 基于USB2.0FPGA的高速数据采集系统的研究与设计.rar

    随着科学技术的快速发展和数据采集系统的广泛应用,人们对数据采集系统的速度、精度、易操作性以及实时性的要求也在不断地提高。通用串行总线USB作为一种新型的微机总线接口规范,以其使用方便、易于扩展、速度快等优点而被广泛地应用于数据采集系统中。现场可编程门阵列最大的特点是结构灵活,开发周期较短,适合于实时信号处理,已被广泛应用于通信、数据采集、图像处理等诸多领域。 @@ 本文充分利用USB和FPGA的上述优点,设计了一种基于USB2.0技术和FPGA技术相结合的高速数据采集系统。 @@ 首先,对数据采集基本理论及系统相关技术进行了简单地介绍。 @@ 其次,对以ADC转换器(TLC5510)、FPGA芯片(EP1C6Q240C8)为控制器和USB接口芯片(CY7C68013A-56,简称FX2)为主的数据采集系统进行了硬件设计和分析,并在此设计的基础上给出相应的原理图、PCB。硬件设计主要包括FPGA与ADC和FX2之间的接口电路设计以及硬件逻辑设计。 @@ 再次,根据系统需求,对系统软件部分进行了设计,分三部分:一是为满足FX2在USB上的最大传输速率而编写的固件程序;二是在PC机中的WindowsXP系统下利用GPD编写USB设备驱动程序;三是充分了解FX2的主要功能特点,并编写出应用程序。 @@ 最后,对系统的软硬件进行了调试,给出了调试结果和分析,对出现的问题给出了解决方案。结果表明,系统符合设计要求。 @@关键词:USB2.0;FPGA;SOPC;数据采集;固件;

    标签: FPGA USB 2.0

    上传时间: 2013-06-21

    上传用户:cath

  • 基于以太网的数据采集系统在FPGA上实现.rar

    随着计算机和自动化测量技术的日益发展,测量仪器和计算机的关系日益密切。计算机的很多成果很快就应用到测量和仪器领域,与计算机相结合已经成为测量仪器和自动测试系统发展的必然趋势。高度集成的现场可编程门阵列(FPGA)是超大规模集成电路和计算机辅助设计技术发展的结果,由于FPGA器件具备集成度高、体积小、可以利用基于计算机的开发平台,用编写软件的方法来实现专门硬件的功能等优点,大大推动了数字系统设计的单片化、自动化,缩短了单片数字系统的设计周期、提高了设计的灵活性和可靠性。 本文研究基于网络的高速数据采集系统的设计与实现问题。论文完成了以FPGA结构为系统硬件平台,uClinux为核心的系统的软件平台设计,进行信号的采集和远程网络监测的功能。 论文从软硬件两方面入手,阐述了基于FPGA器件进行数据采集的硬件系统设计方法,以及基于uClinux操作系统的设备驱动程序设计和应用程序设计。 硬件方面,FPGA采用Xilinx公司Spartan系列的XC3S500芯片,用verilog HDL硬件描述语言在Xilinx公司提供的ISE辅助设计软件中实现FPGA编程。将微处理器MicroBlaze、数据存储器、程序存储器、以太网控制器、数模转换控制器等数字逻辑电路通过CoreConnect技术用OPB总线集成在同一个FPGA内部,形成一个可编程的片上系统(SOPC)。采用基于FPGA的SOPC设计的突出优点是不必更换芯片就可以实现设计的改进和升级,同时也可以降低成本和提高可靠性。 软件方面,为了更好更有效地管理和拓展系统功能,移植了uClinux到MicroBlaze软处理器上,设计实现了平台上的ADC设备驱动程序和数据采集应用程序。并通过修订内核,实现了利用以太网TCP/IP协议来访问数据采集程序获得的数据。

    标签: FPGA 以太网 数据采集系统

    上传时间: 2013-05-22

    上传用户:晴天666

  • 基于FPGA的数据采集系统研究.rar

    数据采集是信号与信息系统中一个重要的组成部分,也是数字信号处理的关键环节。本论文主要介绍一种基于FPGA的数据采集系统,提出一种由高速A/D转换芯片、高性能FPGA和PCI总线接口组成的数据采集系统方案及其的硬件电路实现方法。该系统利用AD器件对信号进行放大、差分转换和模数转换,利用FPGA设计内部模块和时钟信号来进行电路控制及实现数据缓存、数据传递等功能,最后通过PCI逻辑接口把暂存在FPGA的数据传送到PC主机。FPGA作为采集系统的核心部件,完成了内部数字电路设计,使系统具有很高的可适应性、可扩展性和可调试性。 本论文从研究数据采集的理论出发,重点研究了A/D模数转换、FPGA芯片设计及PCI总结接口设计,完成了系统的各级电路硬件设计,并通过系统仿真验证了系统的可行性。

    标签: FPGA 数据采集 系统研究

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:小杨高1

  • 基于FPGA的cPCI接口数据采集系统设计.rar

    高速数据采集系统在信号检测、雷达、图像处理、网络通信等领域有广泛应用,不同的应用要求使用不同的总线和不同的设计,但是,无论基于何种应用,其设计的关键在接口的实现上。 @@ 随着cPCI总线技术的发展,cPCI总线逐渐代替了PCI总线、VME总线,成为测控领域中最受人们青睐的总线形式。 @@ 为满足高速采集过程中数据传输速度的要求和采集卡与PC机连接的机械强度的要求,本论文提出设计基于cPCI总线接口的数据采集系统。设计中利用单片FPGA芯片实现PCI协议,代替传统的FIFO芯片和串并转换芯片,并完成对模拟电路的控制功能;并提出将应用程序中的一部分数据读写操作放入动态链接库中,减少因应用程序反复调用驱动程序而造成的资源浪费和时间的延迟。 @@ 通过分析PCI总线协议,理解高频数字电路设计方法和高速数据采集原理,本文开发了基于cPCI接口的高速数据采集系统。经过综合测试和现场应用验证表明,采集系统已达到了要求的性能指标。 @@关键词:FPGA;数据采集系统;cPCI; PC

    标签: FPGA cPCI 接口

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:ikemada

  • 基于FPGA的动态光谱数据采集系统.rar

    近红外光谱法是血液成分无创检测方法中的热点,也是取得成果最多的方法之一。但是,个体差异和测量条件是影响近红外光谱血液成分无创检测的一个较突出的问题。而动态光谱法就是针对这个问题而提出的一种全新的近红外无创血液成分浓度检测方法。它从原理上消除了个体差异和测量条件等对光谱检测的影响,为基于近红外光谱法的血液成分无创检测方法进入临床应用去除了一个较为关键的障碍。因此,本文根据动态光谱检测原理设计了基于FPGA的动态光谱数据采集系统。 在分析了动态光谱数据采集系统的性能要求后,采用DALSA的高性能线阵CCD IL-C6-2048C作为光电转换器件;根据CCD输出数据的高速度和信号微弱及含有噪声等特点,选用了高速、高精度、并带有相关双采样芯片的图像处理芯片AD9826作为模数转换器件;以FPGA及其内嵌的NIOSⅡ处理器作为核心控制器,并用LabVIEW对采集得到的数据进行显示。 在FPGA中,利用Verilog HDL语言编写了CCD和AD9826的控制时序;利用两块双口RAM组成乒乓操作单元,实现高速数据的缓存,避免利用NiosⅡ处理器直接读取时的频繁中断。将NIOSⅡ处理器系统嵌入到FPGA中,实现整个系统的管理。NiOSⅡ处理器利用中断方式读取缓存单元中的数据、经对数变换后传递给计算机。其中缓存数据的读取及对数变换均采用自定义组件的方式将硬件单元添加到NIOSⅡ系统中,编程时直接调用。NIOSⅡ系统通过串口将处理后的数据传递给LabVIEW, LabVIEW对数据简单处理后显示,以实时观察采样数据是否正确。 最后对系统进行了实验测试,实验结果表明,系统能够很好的采集并显示数据,能够初步完成光信号的检测。

    标签: FPGA 动态 光谱数据

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:luyanping

  • 基于FPGA与DDR2-SDRAM的高速实时数据采集系统的设计与实现.rar

    数据采集处理技术是现代信号处理的基础,广泛应用于雷达、声纳、软件无线电、瞬态信号测试等领域。随着信息科学的飞速发展,人们面临的信号处理任务越来越繁重,对数据采集处理系统的要求也越来越高。近年来FPGA由于其设计灵活性、更强的适应性及可重构性,结合SDRAM的高速、大容量、价格优势,在设计高速实时数据采集系统时受到了广泛的关注。 本课题重点研究了基于FPGA与DDR2-SDRAM的高速实时数据采集系统的设计与实现技术,为需要大容量存储器的系统设计提供了新的思路。在深入研究了DDR2-SDRAM器件的基本构造与工作原理的基础上,结合成熟的商业化IP核,提出了基于FPGA与DDR2-SDRAM的高速实时数据采集系统的设计方案,并从总体设计构想到各逻辑细节实现都进行了详细描述。根据DDR2-SDRAM的特点,选择合适的内存调度方案,采用Verilog HDL语言设计实现了该高速实时数据采集系统,并对系统功能进行验证与分析,结果表明本设计完全能够满足系统的性能指标。

    标签: SDRAM FPGA DDR

    上传时间: 2013-06-23

    上传用户:wangrong

  • 基于FPGA控制的高速数据采集系统设计与实现.rar

    数据采集系统是信号与信息处理系统中不可缺少的重要组成部分,同时也是软件无线电系统中的核心模块,在现代雷达系统以及无线基站系统中的应用越来越广泛。为了能够满足目前对软件无线电接收机自适应性及灵活性的要求,并充分体现在高性能FPGA平台上设计SOC系统的思路,本文提出了由高速高精度A/D转换芯片、高性能FPGA、PCI总线接口、DB25并行接口组成的高速数据采集系统设计方案及实现方法。其中FPGA作为本系统的控制核心和传输桥梁,发挥了极其重要的作用。通过FPGA不仅完成了系统中全部数字电路部分的设计,并且使系统具有了较高的可适应性、可扩展性和可调试性。 在时序数字逻辑设计上,充分利用FPGA中丰富的时序资源,如锁相环PLL、触发器,缓冲器FIFO、计数器等,能够方便的完成对系统输入输出时钟的精确控制以及根据系统需要对各处时序延时进行修正。 在存储器设计上,采用FPGA片内存储器。可根据系统需要随时进行设置,并且能够方便的完成数据格式的合并、拆分以及数据传输率的调整。 在传输接口设计上,采用并行接口和PCI总线接口的两种数据传输模式。通过FPGA中的宏功能模块和IP资源实现了对这两种接口的逻辑控制,可使系统方便的在两种传输模式下进行切换。 在系统工作过程控制上,通过VB程序编写了应用于PC端的上层控制软件。并通过并行接口实现了PC和FPGA之间的交互,从而能够方便的在PC机上完成对系统工作过程的控制和工作模式的选择。 在系统调试方面,充分利用QuartuslI软件中自带的嵌入式逻辑分析仪SignalTaplI,实时准确的验证了在系统整个传输过程中数据的正确性和时序性,并极大的降低了用常规仪器观测FPGA中众多待测引脚的难度。 本文第四章针对FPGA中各功能模块的逻辑设计进行了详细分析,并对每个模块都给出了精确的仿真结果。同时,文中还在其它章节详细介绍了系统的硬件电路设计、并行接口设计、PCI接口设计、PC端控制软件设计以及用于调试过程中的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪的使用方法,并且也对系统的仿真结果和测试结果给出了分析及讨论。最后还附上了系统的PCB版图、FPGA逻辑设计图、实物图及注释详细的相关源程序清单。

    标签: FPGA 控制 高速数据

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:sdfsdfs

  • 基于TC35i和C8051F020的远程数据采集系统1.rar

    摘要:提出了一种用混合信号系统级单片机C8051F020控制GSM网络引擎TC35i实现远程数据采集的方案。描述了远程数据采集系统的原理、构成和功能,对无线通讯模块及硬件设计和软件设计部分进行了详细介绍。 关键词:远程数据采集;TC35i;C8051F020;GSM

    标签: C8051F020 35i TC

    上传时间: 2013-08-03

    上传用户:wyaqy

  • 基于FPGA的数据采集系统的SOPC实现

    本课题完成了基于FPGA的数据采集器以及IIC总线的模数转换器部分、通讯部分的电路设计。其中FPGA采用Xilinx公司Spartan-Ⅱ系列的XC2S100芯片,在芯片中嵌入32位软处理器MicroBlaze;ⅡC总线的模数转换采用Microchip公司的MCP3221芯片,通讯部分则在FPGA片内用VHDL语言实现。通过上述设计实现了“准单片化”的模拟量和数字量的数据采集和处理。 所设计的数据采集器可以和结构类似的上位机通讯,本课题完成了在上位机中用VHDL语言实现的通信电路模块。通过上述两部分工作,将微处理器、数据存储器、程序存储器等数字逻辑电路均集成在同一个FPGA内部,形成一个可编程的片上系统。FPGA片外仅为模拟器件和开关量驱动芯片。FPGA内部的硬件电路采用VHDL语言编写;MCU软核工作所需要的程序采用C语言编写。多台数据采集器与服务器构成数据采集系统。服务器端软件用VB开发,既可以将实时采集的数据以数字方式显示,也可以用更加直观的曲线方式显示。 由于数据采集器是所有自控类系统所必需的电路模块,所以一个通用的片上系统设计可以解决各类系统的应用问题,达到“设计复用”(DesignReuse)的目的。采用基于FPGA的SOPC设计的更加突出的优点是不必更换芯片就可以实现设计的改进和升级,同时也可以降低成本和提高可靠性。

    标签: FPGA SOPC 数据采集系统

    上传时间: 2013-07-12

    上传用户:a155166