多通道模拟与数字接口混合采集装置设计与实现

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飞行器在飞行试验中,需要测试系统对其进行测试分析,为达到理想的飞行状态提供试验依据。数据采集装置作为测试系统的核心,主要功能是采集飞行器内部各系统的环境参数和工作状态,以检查各系统工作的协调性和典型参数,从而保证飞行试验成功。本文从飞行器工作环境参数多样化的角度出发,在分析采集装置各项功能及技术指标的基础上,提出了一种多通道模拟与数字接口混合采集装置的设计。该装置能够同时采集多路模拟量和数字量,具有数据传输速率快、可靠性高等特点。本文以数据采集系统理论为指导,对采集装置采用模块化的设计思路,每个模块在硬件上相互独立,但功能上又相互协调,通过系统测试验证设计的可靠性。重点介绍了采集装置的多路模拟量的编帧、片断式抽样监测、模数混合采集三项关键技术。本设计实现了多路模拟量的采集编帧和数字量的接收,在模数混合采集技术的基础上实现了将采集后的模拟量和数字量作为同种数据流发送至记录器进行存储。针对采集装置可能的工作环境,采用了PCB电磁兼容技术、命令设置抗干扰技术,长线传输抗干扰技术和灌封保护技术,提高了数据采集装置的可靠性。本文最后对采集装置进行功能性测试和系统试验,并对采集到的数据进行了分析处理,测试结果验证了本采集装置达到了任务要求的各项性能指标。
摘要第4-5页
Abstract第5页
1 绪论第8-15页
    1.1 课题来源、性质、研究目的及意义第8页
    1.2 国内外测试系统现状及发展趋势第8-13页
        1.2.1 国内发展现状第8-10页
        1.2.2 国外发展现状第10-12页
        1.2.3 发展趋势第12-13页
    1.3 本文结构安排第13-15页
2 总体方案设计第15-20页
    2.1 测试系统组成第15-16页
    2.2 技术指标第16页
    2.3 总体方案分析及设计第16-17页
    2.4 关键技术介绍第17-19页
    2.5 本章小结第19-20页
3 数据采集装置设计第20-54页
    3.1 模拟量采编单元设计第20-30页
        3.1.1 数据采集概述第20-21页
        3.1.2 模拟量采编单元硬件设计第21-26页
        3.1.3 采编单元 FPGA 逻辑控制第26-30页
    3.2 数字量解码单元设计第30-36页
        3.2.1 数字量接口电路设计第30-32页
        3.2.2 数字量消抖及解码第32-36页
    3.3 实时监测单元设计第36-41页
    3.4 存储控制单元第41-48页
    3.5 采集装置的其他相关设计第48-53页
        3.5.1 系统供电模块设计第48-50页
        3.5.2 存储器加电控制接口设计第50-51页
        3.5.3 状态信号硬件接口设计第51-52页
        3.5.4 采集装置中相关参数分析第52-53页
    3.6 本章小结第53-54页
4 采集装置可靠性设计第54-61页
    4.1 PCB 电磁兼容设计第54-56页
    4.2 命令设置抗干扰设计第56-57页
    4.3 长线传输抗干扰设计第57-59页
        4.3.1 长线传输的反射干扰及抗干扰设计第57-58页
        4.3.2 长线传输的串扰及抗干扰设计第58-59页
        4.3.3 长线传输的过冲和振铃及抗干扰设计第59页
    4.4 灌封保护技术第59-60页
    4.5 本章小结第60-61页
5 系统测试第61-66页
    5.1 系统测试第61-65页
    5.2 本章小结第65-66页
6 总结与展望第66-68页
    6.1 全文总结第66页
    6.2 展望第66-68页
参考文献第68-71页
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果第71-72页
致谢第72页
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