一种16位200Msps的ADC数据采集系统设计
发布时间：2021-07-03 12:51
随着半导体产业和半导体工艺的飞速发展,模数转换芯片、数据存储芯片、控制芯片等在工艺和设计的进步下性能也日益提高,这为更高性能的数据采集系统提供了坚实的硬件基础。数据采集系统是将外界的模拟信号转换成数字信号并加以进行数据处理和传输的多模块信号处理系统。随着电子信息产业的快速发展,对高性能的数据采集系统的需求也日益增加,高速、高精度的数据采集系统已成为医疗设备、无人驾驶、高精度导航等诸多场景应用的解决方案。近些年通信技术不断迭代发展,各种通信接口技术层出不穷,在满足数据采集系统的采样速度和精度的前提下,快速稳定的数据传输也成为采集系统发展的新趋势。本论文介绍的数据采集系统是基于ADC+FPGA的设计方案,ADC芯片采用是ADI公司设计研发的AD9467芯片,这款芯片的采样速率有200Msps,采样精度有16bit,是一款兼顾采样速度和采样精度的高性能ADC芯片。FPGA选取的是Xilinx公司开发的Virtex-6芯片,具体型号是XC6VLX240T-2FF1156,这款FPGA采用的是40nm铜CMOS工艺,有充足的逻辑资源和存储资源进行开发设计,FPGA有1.3Gbps的高I0收发速率...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汤优妞拐采续卡实钧圈
电路进入ＡＤＣ，?ＡＤＣ对模拟信号进行模数转换后，产生的数字信号通过ＦＭＣ进入??母板的ＦＰＧＡ。数据会先进入ＤＤＲ３进行缓存，再由设计的上位机控制将数据传输??到ＰＣ端。系统的整体结构如图２．１所示［３］，图２．?２展示了?ＡＤＣ数据采集卡的实??物。??２．２模数转换的基本原理??模数转换器的主要作用是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，主要功??能可以解构成两个模块，包括采样器和量化器，基本结构如图２．?３所示，模拟信??号是在时间和幅度上都是连续的物理量，可以在任意连续的实数范围内表示其数??值的大小，量化后的数字信号可看成一个离散的数列［３］。??Ｖ＜ｔ）?Ｖ＊（ｔ）?Ｖｏ???＾采样器?＾量化器?＾??图２．?３棋数转换过程??采样的过程由ＡＤＣ的采样器部分完成其功能，采样过程如图２．?４所示，在等??时间间隔周期内对一组连续的模拟信号采样，将连续模拟信号通过采样器保持一??段时间，再通过量化器将保持电路的电压转换成离散的等时间间隔的电压脉冲，??电压脉冲的幅度和模拟的幅值有关
第２章系统设计方案及基础理论样保持电路??转换器的转换器模块内的等效内部电路如图２．?６所示，模块是一，采样保持电路的作用是为量化处理提供一个稳定的电压值，电由放大器和保持电容构成，一般含有两个放大器，输入放大器（Ａ（Ａ２），此外还有一个开关电容［６］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多核DSP与FPGA高速数据传输系统设计与实现[J]. 陈术涛,沈志,王春联,胡奇. 电子技术应用. 2018(12)
[2]基于3 GS/s 12 bit ADCs的高速串行接口控制层电路的设计与实现[J]. 蒋林,衡茜,张春茗,邓军勇,王喜娟. 电子技术应用. 2018(08)
[3]基于DDR3-SDRAM的图像采集与显示系统[J]. 陈一波,杨玉华,王红亮,邸丽霞,彭晴晴,王朝杰. 电子器件. 2017(03)
[4]基于FPGA的千兆以太网CMOS图像数据传输系统设计[J]. 俞鹏炜,任勇,冯鹏,王洪良,魏彪. 国外电子测量技术. 2016(11)
[5]基于FPGA的千兆以太网数传系统设计[J]. 李洋,禹卫东,胡骁,刘霖,张彪. 电子测量技术. 2015(10)
[6]基于DDR3 SDRAM的高速大容量数据缓存设计[J]. 马其琪,鲍爱达. 计算机测量与控制. 2015(09)
[7]FFT方法在ADC有效位测试中的应用探讨[J]. 李海涛,阮林波,田耕,田晓霞,渠红光. 电测与仪表. 2013(10)
[8]地下暗物质实验中的高速采样ADC模块设计与研究[J]. 邹剑雄,刘振安,赵豫斌,江晓山,胡俊,李捷. 核电子学与探测技术. 2013(05)
[9]基于ADS1258的高精度信号采集电路设计[J]. 宋楠,陈箫,李锦明,马游春,谭秋林. 电源技术. 2011(12)
[10]软件无线电中ADC孔径抖动对SNR影响的建模与仿真[J]. 苏雪,覃远年,田克纯,王吉平. 计算机工程与科学. 2010(10)
博士论文
[1]基于激光相位波动的高速量子随机数发生器[D]. 张晓光.中国科学技术大学 2017
[2]宽量程Co基多层膜自旋传感器件及高精度接口芯片研究[D]. 宋敏.华中科技大学 2017
硕士论文
[1]基于时间交替的高速采集技术研究与实现[D]. 骈洋.中北大学 2017
[2]2.5GSPS高分辨率示波器数据分析与处理软件设计[D]. 杨景文.电子科技大学 2017
[3]基于PXIe总线2.4Gsps ADC数据采集系统的关键技术研究及实现[D]. 赵王义.华中师范大学 2016
[4]1GSPS高速数据采集系统的设计与实现[D]. 杨军.电子科技大学 2007
[5]数字CMOS工艺下10位580kSps逐次逼近型模数转换器设计[D]. 周文婷.上海交通大学 2007
本文编号：3262616
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汤优妞拐采续卡实钧圈
电路进入ＡＤＣ，?ＡＤＣ对模拟信号进行模数转换后，产生的数字信号通过ＦＭＣ进入??母板的ＦＰＧＡ。数据会先进入ＤＤＲ３进行缓存，再由设计的上位机控制将数据传输??到ＰＣ端。系统的整体结构如图２．１所示［３］，图２．?２展示了?ＡＤＣ数据采集卡的实??物。??２．２模数转换的基本原理??模数转换器的主要作用是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，主要功??能可以解构成两个模块，包括采样器和量化器，基本结构如图２．?３所示，模拟信??号是在时间和幅度上都是连续的物理量，可以在任意连续的实数范围内表示其数??值的大小，量化后的数字信号可看成一个离散的数列［３］。??Ｖ＜ｔ）?Ｖ＊（ｔ）?Ｖｏ???＾采样器?＾量化器?＾??图２．?３棋数转换过程??采样的过程由ＡＤＣ的采样器部分完成其功能，采样过程如图２．?４所示，在等??时间间隔周期内对一组连续的模拟信号采样，将连续模拟信号通过采样器保持一??段时间，再通过量化器将保持电路的电压转换成离散的等时间间隔的电压脉冲，??电压脉冲的幅度和模拟的幅值有关
第２章系统设计方案及基础理论样保持电路??转换器的转换器模块内的等效内部电路如图２．?６所示，模块是一，采样保持电路的作用是为量化处理提供一个稳定的电压值，电由放大器和保持电容构成，一般含有两个放大器，输入放大器（Ａ（Ａ２），此外还有一个开关电容［６］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多核DSP与FPGA高速数据传输系统设计与实现[J]. 陈术涛,沈志,王春联,胡奇. 电子技术应用. 2018(12)
[2]基于3 GS/s 12 bit ADCs的高速串行接口控制层电路的设计与实现[J]. 蒋林,衡茜,张春茗,邓军勇,王喜娟. 电子技术应用. 2018(08)
[3]基于DDR3-SDRAM的图像采集与显示系统[J]. 陈一波,杨玉华,王红亮,邸丽霞,彭晴晴,王朝杰. 电子器件. 2017(03)
[4]基于FPGA的千兆以太网CMOS图像数据传输系统设计[J]. 俞鹏炜,任勇,冯鹏,王洪良,魏彪. 国外电子测量技术. 2016(11)
[5]基于FPGA的千兆以太网数传系统设计[J]. 李洋,禹卫东,胡骁,刘霖,张彪. 电子测量技术. 2015(10)
[6]基于DDR3 SDRAM的高速大容量数据缓存设计[J]. 马其琪,鲍爱达. 计算机测量与控制. 2015(09)
[7]FFT方法在ADC有效位测试中的应用探讨[J]. 李海涛,阮林波,田耕,田晓霞,渠红光. 电测与仪表. 2013(10)
[8]地下暗物质实验中的高速采样ADC模块设计与研究[J]. 邹剑雄,刘振安,赵豫斌,江晓山,胡俊,李捷. 核电子学与探测技术. 2013(05)
[9]基于ADS1258的高精度信号采集电路设计[J]. 宋楠,陈箫,李锦明,马游春,谭秋林. 电源技术. 2011(12)
[10]软件无线电中ADC孔径抖动对SNR影响的建模与仿真[J]. 苏雪,覃远年,田克纯,王吉平. 计算机工程与科学. 2010(10)
博士论文
[1]基于激光相位波动的高速量子随机数发生器[D]. 张晓光.中国科学技术大学 2017
[2]宽量程Co基多层膜自旋传感器件及高精度接口芯片研究[D]. 宋敏.华中科技大学 2017
硕士论文
[1]基于时间交替的高速采集技术研究与实现[D]. 骈洋.中北大学 2017
[2]2.5GSPS高分辨率示波器数据分析与处理软件设计[D]. 杨景文.电子科技大学 2017
[3]基于PXIe总线2.4Gsps ADC数据采集系统的关键技术研究及实现[D]. 赵王义.华中师范大学 2016
[4]1GSPS高速数据采集系统的设计与实现[D]. 杨军.电子科技大学 2007
[5]数字CMOS工艺下10位580kSps逐次逼近型模数转换器设计[D]. 周文婷.上海交通大学 2007
本文编号：3262616
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