基于DSP和CPLD的高速数据采集系统设计.pdf

南京邮电大学硕士学位论文基于DSP和CPLD的高速数据采集系统设计姓名：储明聚申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：周西峰20100301摘要数据采集系统是信号与信息处理的重要组成部分随着工业化的不断发展数据采集系统需要采集的物理量越来越多对系统的速度和精度要求越来越高也不仅仅满足于对数据的采集还应当有对数据的处理。墓惴河τ梦@孟执中藕糯砑际醺咚大量的处理信息提供了一个有效手段。开发基于母咚偈莶杉低晨梢月愣喔隽域的数字信号处理需要其中超声自动无损检测是一个非常重要的应用领域。本文阐述了一种基于虲母咚偈莶杉低车淖芴迳杓品椒ǎ韵低掣鞑分功能的实现方法做了详细的分析和介绍。本数据采集系统以钚∠低澄V行模杉芯片选用公司生产的位双通道高速疍转换芯片并采用公司提供的差分驱动芯片为提供输入范围内的差分信号。数字信号处理器选用公司生产的盗懈咝阅芨〉阈虳芯片捎肍饩階／酒ぷ魉俾什黄ヅ湮侍猓行У谋苊饬耸荻JАＡ硗猓尤肓薈刂模块来进行獠縄丝诘睦┱梗⒍訟／;唤新呒刂啤Ｕ庋鲇欣谔岣呦统的整体效率使懈嗄芰唇凶诺氖中藕糯硭惴ǖ脑怂恪本文设计的基于和母咚偈莶杉低澄9ひ挡控系统提供了良好的硬件支持为研制基于际醯某觳庀低炒蛳禄关键词：高速数据采集模数转换器珻童塞女愦捞帽ぁ辣ぶ仙克客疽埴矍．．甌——籥：—蜜枣鲤鱼叁耋堡±堡窒生堂丝垒窑籦瓼△垒§琱．．．—．．珹／甀疍疭第一章绪论研究背景研究现状近些年来随着社会的发展和科技的进步信号处理技术己经越来越广泛的应用于人类生活的各个领域。从本世纪六十年代以来数字信号处理技术逐渐成为信号处理领域的主力它已经渗透到各个应用领域。而数字信号处理技术的根本基础就是采样定理正是另一方面虽然数字信号处理的理论研究一刻也没有停止而且新型信号处理的算法可以极大的提高处理的速度和效率但是我们应该看到在最近二十年中对数字信号处理如此迅猛发展起着主要作用的是新型数字信号处理器的出现和发展。随着专用姆展其单片处理速度不断提高和并行计算能力不断加强从而使得许多运算规模庞大以数字信号处理己经成为超声无损检测领域必不可少的重要手段目前某些场合如薄板方法的限制还基本停留在了解材料内是否有缺陷或者凭经验判断缺陷的性质从而不能为生产过程和产品检测提供可靠的依据因此在国防和工业生产上急需解诸如此类场合的准确检测问题故急需开发高性能采集处理系统尽快设计出一种用于此类场合定量检测的超声探测仪。在目前我们所应用的数据采集系统中采集速率和处理能力都很高的很少因此本论文从这个考虑出发设计一套基于和母咚偈莶集系统希望能够为研制高性能的超声探测仪打下基础。数据采集系统广泛应用在科研、教育、工业、水利、医疗、物流等各行各业现在常用的采集方式是通过数据采集板卡实现数据采集该实现方法通常适用于规模较复杂的采样控制场合。对于一般的场合通常采用功能比较单一的仪器设备即时采集显示再通过经验或做数字信号处理进行分析。采用板卡方式的数据采集系统不仅安装麻烦、易受机箱内环境的干扰而且容易受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制。这些采集系统一般结构比较复杂成本较高。．由于可以将模拟信号采样量化而同时又可以保证不破坏信号的频率特性所以才有了将信号处理数字化的可能。因此可以说信号的采集只是整个数字信号处理的基础采集系统的性能直接关系到整个数字信号处理的使用场合和性能【俊前难以实时实现的信号处理算法得以应用从而将数字信号处理技术不断地向前推进。因而研究新型高速挠τ眉际醵蕴岣哒鍪中藕糯硐低车男苡凶胖匾R庖濉界面粘接状态的超声检测只能借助于常规的工业超声探伤仪而这种探测仪由于受到检测直塞鲤鱼奎堂墅：曼墼塞生堂丝途窑墓戾．．数据采集卡发展到现在已经在速度和接口方式上有了很大的改进。就市场上的数据采集卡而言它的速度已经突破了其接口方式也已经拓展到、榷嘀纸涌凇Ｄ壳埃诘氖莶杉ㄊ谐≈饕S晒夤局鞯迹诟咚俨杉ǚ矫等知名外国公司。国内