基于FPGA的多通道模数混合采集装置的设计及实现

【摘要】模数混合采编器主要功能是完成多通道模拟信号以及多路数字量的采集和编码，本文针对某航天测试任务的需求，设计了一种基于FPGA控制的多通道模拟量及数字量采集装置。文中详细阐述了系统的硬件设计方案，并和其它两种常用设计方案进行分析比较，详细介绍了系统软硬件各模块的设计原理。为了提高采集电路的采样精度和系统稳定性，本文对采编器的硬件电路和软件进行分析和优化：硬件方面系统采用FPGA作为控制核心，控制模拟开关和AD转换电路的选通和切换，实现对模拟信号的采样编码、数字量的解码以及模数混合编帧等功能；对模拟信号调理电路的运放输出信号纹波较大，影响采样精度问题进行分析，并提出增加运放驱动容性负载能力的解决方法，提高系统的稳定性；软件设计方面，阐述了FPGA内部逻辑设计的思路和方法，介绍了FPGA内部多时钟域的同步方式，以及基于ROM查找表结构的多通道采样时序控制的实现，并对模数混合编帧技术以及数字量的可靠性传输设计作了详细的介绍。本文最后对采集电路的优化做了性能测试，结合地面测试系统对采编器进行功能性测试和验证，并对采集到的模数混合数据进行分析处理以及模拟信号图形重绘，测试结果验证了本采编器达到了任务要求的各项性能指标。
【作者】储成君；
【导师】任勇峰；
【作者基本信息】中北大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】采集；模数混合编帧；FPGA；ROM；

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