数字量变换器检測设备研制

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数字量变换器作为某飞行器上遥测系统的核心,在飞行器的发射过程中,它为地面提供飞行器的各种参数,因此要求其具有较高的可靠性。数字量变换器检测设备是针对数字量变换器设计的地面专用配套测试设备,它既能模拟飞行器上设备接口为数字量变换器提供信号源,又能与数字量变换器共同配合完成系统测试。它是集信号自动发生、自动检测、自动计量和数据分析于一体的大型检测设备。它的出现将改变数字量变换器传统的手工测试方法,使其生产、应用中的测试实现自动化。本文以自动测试系统理论为指导,以数字量变换器为测试对象,在分析任务书给出的技术指标的前提下,提出了数字量变换器检测设备设计方案。在硬件电路设计部分中,对检测设备各功能模块实现原理及设计要点进行了详细的介绍。软件部分首先阐述了设计中的通信协议并对其进行了可靠性分析,其次介绍了各信号源单元的逻辑功能设计和USB固件程序的设计。在单元测试模式下,对数字量变换器的各项性能进行检测,满足了任务书的要求。论文以项目为背景,在设计上不仅完成了任务书的要求,同时也对数字量变换器检测设备的关键技术进行了较详细的介绍,特别是在FPGA系统的设计中采用了乒乓操作和串并转换操作,大大提高了数据的处理的速度,从而实现了设计的优化。
摘要第4-5页
Abstract第5页
1 绪论第8-13页
    1.1 研究背景第8-9页
    1.2 课题的性质、研究目的及意义第9页
    1.3 自动测试系统的组成及发展概述第9-12页
        1.3.1 自动测试系统的组成第9-10页
        1.3.2 国外自动测试系统的发展现状第10-11页
        1.3.3 国内自动测试系统的发展现状第11页
        1.3.4 自动测试系统的发展趋势第11-12页
    1.4 本文结构安排第12-13页
2 数字量变换器检测设备总体方案设计第13-20页
    2.1 数字量变换器检测设备技术指标和要求第13-14页
    2.2 数字量变换器检测设备方案设计第14-17页
        2.2.1 数字量变换器检测系统的组成第14-15页
        2.2.2 数字量变换器检测设备的测试模式第15-17页
    2.3 关键技术介绍第17-19页
        2.3.1 系统同步设计第17-18页
        2.3.2 乒乓操作及串并/并串转换第18-19页
    2.4 本章小结第19-20页
3 数字量变换器检测设备硬件电路设计与实现第20-37页
    3.1 电源模块设计第20-24页
    3.2 上位机与 FPGA 接口模块设计第24-28页
        3.2.1 USB 接口芯片的选择第24-25页
        3.2.2 接口电路设计第25-28页
    3.3 模拟量采集单元硬件电路设计第28-32页
    3.4 数字信号接口电路设计第32-36页
    3.5 起飞信号硬开关指令电路设计第36页
    3.6 本章小结第36-37页
4 数字量变换器检测设备软件设计与实现第37-57页
    4.1 通信协议设计第37-43页
        4.1.1 USB 单片机与 FPGA 之间通信协议设计第37-40页
        4.1.2 测试台与数字量变换器之间通信协议设计第40-43页
    4.2 数字量变换器检测设备逻辑功能的设计与实现第43-51页
        4.2.1 数字相序信号接口单元的逻辑设计第43-44页
        4.2.2 频率信号接口单元的逻辑设计第44-45页
        4.2.3 计算机字接口单元逻辑功能设计第45-47页
        4.2.4 中心程序器接口单元逻辑功能设计第47-48页
        4.2.5 自检接口单元逻辑功能设计第48-49页
        4.2.6 采集信号接口单元逻辑功能设计第49-51页
    4.3 USB 固件程序设计第51-56页
    4.4 本章小结第56-57页
5 设备测试结果第57-62页
    5.1 单机测试第57-59页
        5.1.1 数字相序信号自检第57-58页
        5.1.2 计算机字信号自检第58页
        5.1.3 群信号接收逻辑功能模块自检第58-59页
    5.2 单元测试第59-61页
        5.2.1 群信号测试第59-60页
        5.2.2 模拟信号采集第60-61页
    5.3 本章小节第61-62页
6 总结与展望第62-64页
参考文献第64-67页
攻读硕士学位期间发表的学术论文及所取得的研究成果第67-68页
致谢第68页
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