Design of high-speed signal acquisition system and analysis of signal integrity

The device is used for the test on the fuze detonating time according to the initial velocity of the projectile and the altitude and speed of enemy aircraft flight. For the special requirements of the high-speed signal acquisition in the process, the characteristics of the measured signal are analyzed. The system is investigated in chip selection, signal transmission, signal processing, signal storage, post-production PCB design, etc. The appropriate measures and solutions which affect the integrity and accuracy of the signal in each process are proposed. The rules for the layout of the device and wiring are made. The result show that the measurement values are accurate without loss of data.

基于ZYNQ-7000的超声波信号采集系统设计

针对无损检测领域对采集设备低功耗、小型化的要求,在分析现有采集设备的劣势后,基于zynq-7000设计了一个八通道的超声波信号采集系统。在设计中,系统以zynq7020主控系统为核心,FPGA部分负责AD驱动开发;ARM部分主要负责数据的传输以及对整个系统的控制。系统采用采样频率为2 MHz的ADS7946芯片进行模数转换,结合AXI-Stream协议以及千兆以太网接口,实现了采集系统与PC上位机的交互,并且通过对超声波信号现场采集对比实验,证明了该系统实现了对超声波信号的采集、传输、存储以及可视化。

一种自适应触发门限的冲击波测试系统

针对存储式冲击波测试系统在使用中低触发阈值设置不可靠和多点分布测试时频繁改变触发阈值的情况,研究了一种自适应触发门限的冲击波信号测试系统。该系统在分析门限设置与触发概率关系的基础上,采用FPGA作为主控制器,可在上电初始化中自动计算并设置低触发阈值,并结合触发数量积累,形成双门限,保证最大有效触发概率。另外系统采用SD Nand作为存储记录芯片,提高了现有存储式冲击波系统的采样带宽和储存效率。试验证明:该测试系统可稳定触发采集并存储爆炸场微弱冲击波信号,具有采样率高、储存容量大、触发可靠性高的特点。

基于AD9361的数据采集与回放系统

70 MHz至6 GHz频段信号广泛应用于航空、卫星等通信场景。对于上述信号的产生、直接采集与回放验证具有重要的意义,比如复杂电磁环境下射频信号的接收回放、发射射频信号模拟信道环境以及测试通信系统功能。考虑到通用性与灵活性,设计了一种基于FPGA+AD9361的数据采集回放系统。通过MicroBlaze配置AD9361,便于切换射频信号参数。通过上位机产生信号源,经PCIe总线下发到DA端,可作为矢量信号源。采集数据通过PCIe总线上传至上位机存储,再由PCIe下发到AD9361的发射端回放,实现信号的采集存储回放功能。以单音信号及QPSK信号为例,通过对其闭环测试与分析频谱,验证了射频信号的采集存储回放以及发送射频信号源数据功能。

基于采算分离的信号分析系统设计与实现

针对信号分析仪器操作复杂、测试效率低、整机造价昂贵等问题,基于采算分离思想,设计并实现了一套信号分析系统。系统采用客户端/服务器(client/server, C/S)模式开发,结合云计算、远程控制、网络通信等技术,实现了设备动态接入与管理、云端测试分析、数据云存储、历史流程回溯等功能。测试结果表明,系统运行稳定,可实时分析多台设备采集的信号数据并展示分析结果,比单台设备测试更简便、效率更高,且用户可根据信号分析需求购买软件使用权限,满足信号测试分析的实际需求。

基于VPX的超宽带数字综合系统设计与实现

针对目前超宽带雷达系统的带宽及数据量较大、采样率高、结构复杂等问题,文中设计了一套数字综合系统。该系统采用VPX标准架构进行高集成度的模块化、轻小型化设计。以Windows系统的计算机板卡为中控,各模块基于FPGA进行设计,分别实现超宽带信号产生、超宽带信号采集、高速大容量存储。实验结果表明,所提设计在6U 6槽机箱中实现了两个独立通道的3.6 GHz带宽基带信号产生与视频信号采集,以及24 TB容量、存储速度达3.1 GB/s的数据存储,为超宽带雷达系统的数字化设计提供了有效的解决方案。

SMSBT-1000存储式扇区水泥胶结测井仪典型故障分析

介绍了SMSBT-1000存储式扇区水泥胶结测井仪的工作原理和信号采集流程,以及仪器在测井过程中出现的各种故障现象。通过分析信号流程,检查电源电路、发射电路、通讯和信号处理电路,总结了排除故障的思路,提出了解决方案和维修方法,提高了维修效率,为测井施工提供了技术保障。

塔机信号采集与存储系统的设计与实现

设计了塔机安全监控管理系统的信号采集和数据存储系统。信号采集子系统将起吊重量、起升高度、塔机变幅、回转角度、风速、电机电压、电机电流、电机温度等传感器采样到的模拟信号,经过阻抗变换、低通滤波等处理后传送至处理器的A/D转换模块,实时地将模拟信号转化为数字信号。处理得到的数字信号经过核心处理器的运算等处理后,直接送至数据存储模块。数据存储子系统通过文件管理芯片与处理器建立USB主-从机的工作方式,将数据存储至U盘中,为分析塔机工作状态提供依据。

基于FPGA的高速数据采集存储系统设计

针对飞行器在飞行状态下需要对外部环境进行识别和参数记录任务,提出基于FPGA的高速数据采集存储方案。通过对AD9254芯片前端电路进行合理设计,实现其对视频信号的高速采集,采样速率为132 Msample/s。利用FPGA静态仿真实现逻辑控制的修正,解决了因内部时钟传输占空比失真而导致误码产生的问题。数据存储采用二级流水线的操作方式,写速率可达62 Mbyte/s。系统设备经地面联试试验已成功应用于工程实践,具有较高的可靠性和稳定性。

一种低功耗水下多通道实时采集存储装置的设计

为准确获取目标的多项动态参数并进行实时、稳定的存储,我们设计了一种可在水下进行采集存储,并实现多次启动的采集装置。该装置的硬件主要包括信号调理电路、电源管理电路、时统触点接口电路。对于时统信号,采用抽样判决消抖,在一定程度上保证了时统信号接收的可靠性。同时采集存储装置在多次水中测试过程中未出现误启动状况,系统运行稳定可靠。

基于PCI总线的雷达信号采集分析系统设计

为满足雷达试验要求,设计了一个雷达信号高速大容量数据采集分析系统,该系统最高采样速率为200MSPS、存储容量为4000GB,并具有强大的触发功能。在硬件方面,设计了高速数据采集卡和硬盘阵列控制组合,实现了数据的高速采集和高速大容量存储;在软件方面,提供了采集数据的波形显示及时/频域分析测量等功能,并根据雷达信号的特点提出了波门压缩和幅度压缩方法对数据进行压缩。目前该系统已交付某雷达试验靶场使用。

基于FPGA和SD卡的水声信号高速采集与存储系统设计

针对目前较高频率水声信号数据难于实时获取的局限,提出了一种基于SD卡和FPGA的高速大容量水声信号采集与实时存储系统设计,设计中采用单片机作为主控单元,SD卡作为存储介质,FPGA作为数据采集和SD卡之间的高速接口,FAT文件系统作为数据存储形式。该设计具有体积小,可高速实时存储,存储容量大,通用性强,易于扩展升级等特点,已在某水下航行器辐射噪声信号获取中得到成功运用。

基于LabVIEW的机床振动信号采集与分析系统(英文)

通过分析机床振动特性和LabVIEW的特点,建立了基于LabVIEW的机床振动信号采集与分析系统总体方案。根据测试信号的特点给出了系统的硬件配置、软件的功能结构,设计了信号采集、信号分析和数据存储3个软件模块,实现对机床振动信号的实时数据采集、时域与频域分析和基于数据记录文件的信号存储。对机床主轴箱振动数据进行了采集与分析,从而验证了系统的正确性。

基于LabVIEW的虚拟信号分析仪软件设计

介绍了用LabVIEW6.1和NI6024E采集卡实现虚拟信号分析仪基本功能的方法,并重点阐述了波形采集、波形存储、波形读取等程序的编程方法、框图程序和关键技术。本文设计的系统实现了信号分析仪的基本功能,成功地用于教学实验中,具有造价低、操作方便等特点。

基于磁盘的脉冲雷达信号高速记录系统

介绍了一种基于SCSI磁盘的高速、大容量脉冲雷达信号记录系统 ,详细分析了系统的的工作原理、硬件和软件设计、性能测试和应用情况。该系统能够以 2 0 0MB/s采样频率将脉冲雷达回波信号长时间连续记录到磁盘中 。

雷达信号高速数据采集系统设计

为了满足试验中对雷达中频信号的采集和记录要求,设计了一个最高采样速率为400MHz、存储容量为4．8TB的数据采集系统。它具有数字存储式示波器和高速流盘两种工作模式,可同时对2路雷达信号和3路同步脉冲信号进行采集。该系统基于PCI总线,采用先进的FPGA作为控制核心,结构紧凑、功能强大。

存储测试技术中采样策略的研究

在设计应用于高温、高压、高冲击等环境下的存储测试系统时,必须同时兼顾信号精度、完整性与系统有限的存储资源。针对这种测试特点,总结归纳了存储测试中几种典型测试系统的采样策略设计方法。分别从采样频率和系统增益两个角度深入探讨,提出了自适应性采样策略的实现手段。实测结果表明,该研究对于确保存储测试技术中数据采集的合理性以及完整性具有十分重要的意义。

手持宽带数字存储示波器的设计与实现

针对野外作业和生产现场测试需要,提出了一种手持宽带存储数字示波器的设计与实现方案,采用可程控宽带信号调理技术实现了200MHz的信号模拟通道设计和高速触发模块设计;采用多通道并列技术实现了200MSps的实时采样,采用基于参量模型的等效采样技术实现了10GSPs的等效采样;采用多任务软件技术实现对系统的管理和人机交互。采用可充电的锂电池给系统供电实现了示波器的便携和在无交流电环境下的测试;测试证明,该手持宽带存储数字示波器具有良好性能和广阔的应用前景。

基于FPGA的水声信号采集与存储系统设计

为实现对水声信号的多通道同步采集并存储,提出了一种基于FPGA的多通道信号同步采集、高速大容量实时存储的系统设计方案,并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件部分采用模块化设计,通过FPGA丰富的外围接口实现模块间的数据交互,软件部分采用Verilog HDL硬件描述语言进行编程,能够灵活的实现信号的采集及存储。实际应用表明,该设计具有功耗低,可高速实时存储,存储容量大,通用性强,易于扩展升级等特点。

基于Matlab的高压储能电容器直流局部放电信号的采集与分析

由于直流条件下不存在相位参数φ,采用基于Matlab软件的单脉冲触发方式的数据采集分析系统,通过引入Δt参数替代相位参数φ,从而对四种典型缺陷试样的局部放电信号分别建立了q、n、Δt分布谱图。经过对比分析,能看到四种缺陷电容器的局部放电信号分布谱图有较明显的差异,为深入分析理解电容器的局部放电,对电容器的各种缺陷类型进行模式识别提供了数据依据。