战德军[1]2004年在《光电测试系统中基于USB接口的虚拟函数发生器的研制》文中进行了进一步梳理论文以光电测试实验的需求为牵引,以构成自动化光电测试系统为目标,结合当今仪器领域发展的新动态,研制了基于USB接口的虚拟函数发生器。 虚拟仪器是一种基于计算机的自动化仪器系统,它是最新PC技术、电子线路技术和先进的测试理念以及强大的软件包等多种技术的大集成。 随着光电子技术和计算机技术的发展,光电测试系统在光电设备的测量、调试方面具有重要的作用,虚拟仪器在光电测试系统的组成中占有重要的地位,各种虚拟仪器可由计算机进行统一的控制、管理和数据处理,自动化程度高,可为光电设备的研发及光电实验课程的教学提供有力的测量和调试手段,具有方便、快捷、准确、灵活的特点。 论文所研制的基于USB接口的虚拟函数发生器使用连接方便、即插即用的USB接口技术实现主机与设备的通信。主机端使用Delphi编写应用软件,用Driverstudio开发Win2000下的驱动程序;设备端使用波形发生芯片MAX038产生叁种基本波形,通过修改MAX038芯片相应的引脚参数实现频率、占空比的控制以及输出波形的选择,通过压控放大器实现输出波形幅度的高精度控制,并通过使用频率计对频率进行反馈调整实现输出频率的高精度调节。 本设计的特点主要有: 一、采用USB接口技术实现硬件部分和计算机的通信,使得虚拟仪器和计算机的连接更方便,数据传输速率更高。 二、采用CPLD代替传统的74系列芯片来实现逻辑控制,具有修改方便、控制灵活等特点。 叁、在CPLD内部实现了频率计功能,通过对输出频率进行反馈,实现对输出波形的频率进行精细调节,使输出频率更稳定。 四、使用MAX038波形发生芯片产生波形,通过修改MAX038相应引脚的参数方便地实现输出波形的频率和占空比及偏置电压参数的调节。 五、采用压控放大器LMH6503实现波形幅度高分辨率的控制,使输出波形幅度的调整范围达±10V,分辨精度达到2.5mV。 六、参照SCPI定义指令的语法规则定义了仪器的控制指令,方便了用户对软件的二次开发。 七、采用了Compuware公司为开发驱动程序专门设计的编程软件DriverStudio 3.1
张宝东[2]2005年在《光电测试系统中基于USB接口的数字存储示波器的研制》文中研究说明本课题研制了基于USB接口的高速数字存储示波器,用以构建光电测试系统。作为计算机的外设,该系统也是一个独立的虚拟测试仪器。 系统具有独立的双通道,每个通道都有完善的模拟信号调理能力和触发机制。实现了100MS/s的高速实时采样,特别是设计的欠采样方案,等效采样率更是高达100GS/s。系统可分为信号调理、数据采集、控制和接口几个主要模块。 信号调理由衰减、放大、滤波、电平转移和单端转差分等电路组成,此外还有比较电路用以提供触发信号,这几部分电路配合保证了系统测试信号的适应能力,提高了测试精度。在数据采集模块中,选用了双通道10位120MHz的高速AD,保证了系统的采样精度和采样速度;通过将两个8位可编程延时芯片串联,将分辨率分别设置为2.5ns和10ps,实现了等效采样率3.2GS/s～100GS/s可调的欠采样,可以用来测试高速周期信号。在控制模块中,选用高性能的单片机作为系统的控制和通信核心。在计算机接口模块,采用了目前在计算机外设中普遍采用的、易于安装、扩展方便的USB接口技术,使得研制的设备具有即插即用和较高的数据传输速率等特点。系统将数字逻辑和数据存储一起设计在了一片高速大容量的FPGA内,大大提高了系统的集成度、可靠性和灵活性。采用VB设计了上层应用程序,用以控制设备和显示波形。存储的波形数据可以直接在编写的MATLAB程序里进行详细的频谱分析。 本论文对实时采样、欠采样进行了详细的理论分析和仿真,用以指导系统设计,同时还对整个系统和分系统的性能进行了测试分析,通过测试表明系统达到了较高的性能指标,实时采样的精度达到了泰克TDS3052B高档台式数字存储示波器的水平。 基于USB接口的数字存储示波器,具有方便、易用、灵活等优点,而且成本低廉、功能强大。能够对10MHz以下的信号进行实时采样,对50MHz的信号实现欠采样,并能够对采集的数据进行波形显示、频谱分析以及存储。 本课题的主要特点有:第一、将USB接口技术与虚拟仪器结合,使得虚拟仪器和计算机的连接和使用更方便。第二、设计了较为完善的前端模拟信号调理电路,保证了本示波器对被测信号有很强的适应能力。第叁、调理电路的低噪声
赵柱[3]2007年在《高精度多路实时可编程信号源设计及关键技术研究》文中认为高精度多路实时可编程信号源旨在提供多路、多种信号形式的高精度模拟信号。在本课题中有针对性地提出了一种信号源实现方法：结合DDS原理利用高精度D／A转换器构建波形重构电路，用电子开关实现多路切换，利用USB总线将计算机与测试台相连可完成波形数据的实时下载，实现了信号源的实时可编程。在设计中，利用单片机集成的高精度A／D构建了反馈自检模块，建立了一个闭环控制系统，有效地改善了系统的整体精度。该方法有效结合了DDS原理，将单片机技术、FPGA技术等进行了有机的结合，使其充分发挥了各自的优点。在进行硬件设计前期对影响信号幅值输出精度的因素进行了详细的理论分析与量化描述。根据以上分析，在确定了硬件设计方案后，分别对关键电路的主要误差进行了估算，并通过电路上的一些技巧及降噪技术来保证其误差尽量小。之后对系统误差进行了估算，并保证所估算的系统误差在最终误差要求的70％以内。在软件方面，模块化了各单元要实现的功能，深入分析了计算机与单片机以及单片机与FPGA之间的通信过程并制定了完备且可扩展的通信协议。最终研制出样机，证明了该方法的可行性，给出了相关的测试数据及结论。
余国刚[4]2017年在《智能高放射性仿核信号发生器系统的研究》文中进行了进一步梳理数字化核信息的获取和处理技术作为一种常见的研究手段,在许多基础科学研究和应用领域中起着重要的作用。凭借灵敏度高、准确度好、无损分析、多元素同时分析能力等优点,核分析技术在地质资源勘查、环境辐射评价、材料科学、生物医学、考古学等众多学科领域中得到广泛应用。仿核信号发生器的研制对核测量技术与研究有着重要的影响。仿核信号发生器为核实验与核测量提供了一种更为安全、有效、简便的方法,成为电子技术与核技术领域研究的热点,备受国内外关注。放射性核素衰变在时间上是随机的,衰变产生的能量也具有随机性。因此模拟的核信号在产生间隔和幅度上也应是随机的。对单一能量的核辐射所对应的脉冲在统计特性上有如下特征:脉冲形成时间符合指数分布,在幅度上基本符合高斯分布。依据这一原理,仿核信号发生器以服从指数分布和高斯分布的两组随机数分别模拟核信号在时间间隔及幅度上的统计特性。在对核信号时间间隔的模拟上,论文提出了利用线性同余法产生(0,1)均匀分布随机数,以该随机数为基础,通过反函数法得到一组服从指数分布的随机数,并以服从指数分布的随机数来模拟核信号在时间间隔上的统计特性。现有的对仿核信号发生器研究在对核信号幅度特征上的模拟,是以服从高斯分布的随机数来模拟核信号在幅度上的统计特性,这一方法并不确切,不能真实地反映某一核素的核能谱信号在幅度上的统计特性,且实际的核试验中对于不同核信号在幅度上的统计特性并不相同,这就需要有不同参数的高斯分布随机数与之匹配,这无疑是一项复杂且困难的工作。基于以上问题,论文提出通过读取一幅实际核能谱图,并对该实际核能谱图进行滤波、去噪预处理;由大津法计算图像二值化分割阈值,并对预处理后的能谱图二值化分割,去除背景噪声;再通过像素扫描法,扫描能谱曲线上的有效像素点,从而提取出能谱曲线,最终通过比例伸缩得到能谱曲线上各点的坐标值。通过以上曲线识别方式得到能谱曲线上有效的数据点必将有所缺损,因此,论文提出以线性插值算法插入部分值以填补能谱曲线缺失的有效值。最终,将完整的数据保存并以此数据模拟核信号在幅度上的统计特性。在对核信号随机性的模拟上,论文提出以(0,1)均匀分布随机数为基础,利用蒙特卡洛直接抽样法随机抽样由实际核能谱图经曲线数字化后得到的数组,由此得到该核信号能级的一组随机数,并按时间间隔为指数分布随机数值依次输出该组数据。这样就同时满足了核信号在时间间隔和幅度上的统计特性及随机性。选取低放谱为基准,通过对核信号在整个探测通道流动过程中的相关参数(如成形前后脉冲的时间常数、电路模型参数、幅值与时间间隔的统计涨落参数等)进行提取、调整及延伸,实现高放射性模拟仿核信号发生器的。在实现了对核信号在时间间隔、幅度统计特性及随机性的模拟后,通过MATLAB工具仿真得到的测量核能谱与实际核能谱进行比对,验证整套系统的精确性和可靠性。在研究中首次提出并实现了分解实际核能谱为多个独立的(如两路)随机核能谱并行系统,并最终在输出端迭加输出总核能谱信号,从而模拟出来特定的高放场景的核素应用情形。本研究通过数字化实际能谱曲线的方法实现了对核信号在幅度统计特性上精确模拟,解决了以服从高斯分布随机数模拟核信号幅度特性种种问题,极大地提升了仿核信号发生器的精确度和整体性能。同时也为仿核信号发生器的研究开辟了一条新的道路,具有重要的实用价值和科学意义。
佘延超[5]2018年在《中医远程脉诊系统的研究》文中认为随着科学医疗技术的发展,中医也在不断与时俱进,并期望通过数字化研究突破传统思想的瓶颈,使中医医疗得到一个更加快速的发展。其中脉诊作为中医四诊中最具特色的诊疗方法之一,是目前中医信息化主要着眼点。然而,近些年对于脉诊的研究主要集中在对脉搏波的提取和图形化分析,企图用机器取代中医,这无疑有损于中医的利益,从而导致中医无法高效的参与到脉搏波的分析中来,因此脉象数字化研究举步维艰。本文针对目前国内外中医脉诊信息化的研究现状和发展动态,开展了对中医数字化研究的另一途径,即中医远程脉诊系统的研究。脉诊是中医指法动作与手指感受相结合的一种诊疗方式,为实现远程诊脉,方便中医和患者异地使用,本文首先分别对脉象和指法采集传感器及脉象和指法动作器进行了选型和设计。然后根据传感器及动作器的大小和外形设计了远程脉诊所需的医生端系统和病人端系统的机械结构,并进行了改进和加工。最后根据选择的传感器及动作器的电学参数,设计了两系统终端的信号控制电路,并编写了相应的处理程序,最终完成了中医远程脉诊系统的研制。后续通过搭建的实验测试平台完成了相应器件及整体指标和性能的测试,对整个系统的有效性进行了验证和分析。总体而言,通过本文所设计的中医远程脉诊系统,可以在病人端实现仿生指头模拟中医指法的动作和对患者脉象的采集,在医生端实现对中医指法的采集和患者脉象的动作,从而在远端完成对整个中医脉诊过程的还原。这为中医远程脉诊系统的临床应用以及病人脉象和中医指法的大数据采集奠定了基础。
严志刚[6]2003年在《叁分量全光纤加速度地震检波器数字信号处理系统的研制》文中指出“叁分量全光纤加速度地震检波器数字信号处理系统研制”是国家自然科学基金资助项目“叁分量全光纤加速度地震检波技术的理论与实验研究”的子课题。叁分量全光纤加速度地震检波器数字信号处理系统是在本研究室研制的单分量全光纤加速度地震检波器模拟信号处理系统的基础上,研制成功的能对加速度信号进行实时、高精度检测的新型信号处理系统。本数字信号处理系统以TI的TMS320VC5410芯片为核心,建立了一个高性能的信号处理系统。它和叁分量全光纤加速度检波器的传感部分连在一起,构成了叁分量全光纤加速度地震检波器。可广泛用于地震监测,工程振动测量,航空航天惯性导航以及石油天然气和金属矿藏的开采等领域。文中首先对叁分量全光纤加速度地震检波器的系统原理进行了简要的分析:论述了光纤传感机理以及迈克尔逊干涉原理;其次简要说明了单分量检波器和叁分量检波器的工作原理;第叁,对检波器信号处理电路的基本原理进行了分析;第四,详细研究了数字信号处理系统的算法原理,并给出了滤波器的设计方法。在上述理论研究的基础上,我们成功的设计出了数字信号处理系统。完成了叁分量全光纤加速度地震检波器数字信号处理系统样机的制备并对其进行了测试。测试结果表明:样机测试得到的输出信号与输入信号一致。
赵亚兵[7]2009年在《集成光学加速度传感器信号处理系统研究》文中研究说明集成光学加速度传感器属于混合型迈克尔逊干涉型传感器,具有频带宽、不受电磁干扰、失真度小、灵敏度高、无火花、能在易燃和温差较大的环境中使用等优点,广泛地应用于导弹的制导、飞机的导航、人造卫星的姿态控制、刹车控制系统、大型电器设备的振动遥测以及石油的地震勘探等多个领域。在集成加速度传感器中,信号处理电路是其非常重要的一部分,它的性能高低也决定着传感器性能的高低。高速数字信号处理芯片的出现,使传感器信号处理的数字化有了很大的发展,比传统的采用模拟电路有更多的优点。。文章首先对集成光学加速度传感器的系统原理进行分析,论述了迈克尔逊干涉和调制原理。然后对其信号处理系统进行了分析和计算,并提出了滤波器的设计方法。最后以TI公司的定点DSP数字信号处理芯片TMS320VC5410为核心,设计了信号处理系统的硬件电路并提出了软件设计方法。在对信号处理系统进行的测试于仿真中表明,本信号处理系统输入信号与输出信号能很好的吻合,符合集成光学加速度传感器的各项技术指标要求。
王永刚[8]2004年在《多通道噪声、振动信号采集与故障诊断应用》文中提出随着社会的发展和科学技术的进步，现代社会对测量仪器的需求越来越广，对仪器的性能要求也越来越高。在迅速发展的集成电路技术和计算机技术的推动下，测量仪器也正发生巨大的变化。以虚拟仪器为代表的新型测量仪器改变了传统仪器的思想，它们充分利用计算机强大的软硬件功能，把计算机技术和测量技术紧密结合起来。特别是基于计算机平台的各种测量仪器由于成本低、使用方便等优点得到了更广泛的应用，在计算机普及率比较高的高等院校，这种测量仪器对教学和科研都有重要的使用价值。 本文在对测试对象的动力学模型详细分析基础上，给出了一套应用采集理论结合虚拟仪器思想搭建的具有较高的测试性能和良好的可重用性的系统方案。 在文中作者介绍了测试仪器及故障诊断系统的国内外状况，针对噪声与振动实验室对变速箱的噪声监测与故障诊断需求给出了一套具有16个数据采集通道的振动与噪声信号采集与分析的系统方案。并详细介绍了测试系统的硬件结构。在整个硬件电路的设计中，振动信号调理电路的设计是难点，将相互完全独立16路信号的调理集中一块板卡上，必须选用合适器件及器件封装，同时精简其控制规模以免过于庞大和复杂的接口控制电路。因此系统选用了具有I~2C bus的器件，有效的精简了控制电路规模。系统采用八阶Butterworth低通滤波电路以提高交流有用信号的信噪比，并满足数据采集的香农定理，提高了系统的性能。 文中创造性地使用PC总线的ISA并行传输接口模拟了串行总线I~2Cbus的传输协议，实现了I~2bus对器件的控制。 最后，给出了系统的调试和实验验证方案，并给出了调试结果。
赵金刚[9]2008年在《汽车液压制动系制动特性的测试系统试验研究》文中研究表明随着汽车制造业的发展,在激烈的市场竞争中,许多汽车生产厂商开展了大量的试验研究工作以降低成本、提高汽车性能,对汽车测试仪器的需求也是越来越高。虚拟仪器技术是随着计算机软硬件技术发展起来的一项新技术,它克服了传统仪器的弊端,利用计算机强大的计算能力和灵活的软件技术,可以在有限的硬件上构建具有功能强大、配置灵活、使用方便等特点的测试系统。基于虚拟仪器的测试技术正在逐渐成为测试领域的发展方向。首先介绍了虚拟仪器技术的优点,并结合当前国内制动性能测试系统的研究情况分析了在制动特性检测方面的相对不足。第二,提出了测试系统的整体设计方案,介绍了系统中主要硬件的选用,进行了信号调理电路的设计。第叁,介绍了测试系统软件的功能模块划分,研究和讨论了各个功能模块的编写和实现。第四,对测试系统进行安装调试,检测和分析了测试系统的静态特性。对试验结果进行分析,检验了测试系统的功能和性能。最后,提出测试系统存在的不足之处以及今后的研究方向。从整体上介绍虚拟仪器测试系统的组建,并对具体的实现方法进行了设计和研究。经过试验检验,该测试系统具有性能稳定良好,测量精度较高,界面友好等特点,充分体现了虚拟仪器的优点,对企业组建基于虚拟仪器的测试系统具有一定的参考价值。
程志明[10]2001年在《信号采集系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理随着社会的发展和科学技术的进步，现代社会对测量仪器的需求越来越广，对仪器的性能要求也越来越高。在迅速发展的集成电路技术和计算机技术的推动下，测量仪器也正发生巨大的变化。以虚拟仪器为代表的新型测量仪器改变了传统仪器的思想，它们充分利用计算机强大的软硬件功能，把计算机技术和测量技术紧密结合起来。特别是基于计算机平台的各种测量仪器由于成本低、使用方便等优点得到了更广泛的应用，在计算机普及率比较高的高等院校，这种测量仪器对教学和科研都有重要的使用价值。 本文作者在对各种数字测量系统深入研究的基础之上，采用虚拟仪器的思想，结合计算机的结构特点，设计出一套以计算机为平台，包含信号采集与显示的综合测试系统。本系统包括有频率计、示波器、频谱分析仪等多种仪器的功能。能对信号进行综合测量。系统的关键部分是高速数据采集。系统中的逻辑控制部分采用CPLD来实现，大大提高了系统的集成度。系统在信号的采样方法上采用了一种新的方案并进行了试验验证。本文从系统总体设计的角度，对整个系统的方案设计、制板、调试过程以及试验结果等方面进行了详细论述。
参考文献：
[1]. 光电测试系统中基于USB接口的虚拟函数发生器的研制[D]. 战德军. 国防科学技术大学. 2004
[2]. 光电测试系统中基于USB接口的数字存储示波器的研制[D]. 张宝东. 国防科学技术大学. 2005
[3]. 高精度多路实时可编程信号源设计及关键技术研究[D]. 赵柱. 中北大学. 2007
[4]. 智能高放射性仿核信号发生器系统的研究[D]. 余国刚. 成都理工大学. 2017
[5]. 中医远程脉诊系统的研究[D]. 佘延超. 电子科技大学. 2018
[6]. 叁分量全光纤加速度地震检波器数字信号处理系统的研制[D]. 严志刚. 天津大学. 2003
[7]. 集成光学加速度传感器信号处理系统研究[D]. 赵亚兵. 河南理工大学. 2009
[8]. 多通道噪声、振动信号采集与故障诊断应用[D]. 王永刚. 大连理工大学. 2004
[9]. 汽车液压制动系制动特性的测试系统试验研究[D]. 赵金刚. 广西大学. 2008
[10]. 信号采集系统的设计与实现[D]. 程志明. 北京工业大学. 2001