分布式瞬态物理参数场信息获取节点技术研究

发布时间：2021-05-12 04:34

　　爆炸瞬态信号是评估武器设备性能的重要参数，但当前针对瞬态信号常用的存储测试装置，通常只可以单次测试，不能够进行多次的快速重复性测试。本课题以水中爆炸冲击波为测试信号，在分布式测试系统的基本理论与技术支撑下，主要研究分布式瞬态物理参数场信息获取节点技术，同时提出了一种瞬态信号的获取方法，该方法集存储和遥测功能于一体，并通过多节点构成分布式的场信息获取系统，可以应用于陆基爆炸等其他瞬态信号测试领域。文章首先研究了分布式测试系统的基本理论，并重点探讨了数据通信、时间同步、系统触发、数据存储等关键技术，然后提出了一种瞬态信号的存储方案。在此基础上，设计了一种主要针对瞬态信号的高频部分能够在短时间内被快速采集与存储的电路。电路采用负延迟触发控制信号的存储采集，而触发阈值技术确保触发信号的稳定性；设计具有时间同步功能的编码电路，为了保证可以对后续数据重建和处理；在数据无线传输设计中，节点电路和Flash阵列均采用基于SPI总线的数据接口。测试电路以FPGA为控制单元，通过硬件编程的方式实现各模块的协调工作，A/D转换器能够以双通道、采样率为1⁸MS/S采集信号，数据先暂存铁电... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 课题国内外发展现状
        1.2.1 无线网络分布式测量技术发展现状
        1.2.2 存储测试技术的发展现状
    1.3 论文的主要研究内容与章节组织
        1.3.1 论文主要研究内容
        1.3.2 论文章节组织结构
第二章 分布式测试系统的架构与基本理论
    2.1 分布式测试系统的组织体系与主要特征
        2.1.1 分布式测试系统的组织体系
        2.1.2 分布式测试系统的主要特征
    2.2 分布式测试系统的关键技术
        2.2.1 节点间网络拓扑结构
        2.2.2 数据通信方式
        2.2.3 节点的时间同步技术
        2.2.4 测试系统触发方式
        2.2.5 测试数据处理方案
        2.2.6 测试系统存储器选择
    2.3 本章小结
第三章 无线网络分布式测试节点的关键策略分析
    3.1 测试节点的总体设计
        3.1.1 水下爆炸冲击波信号的特征分析
        3.1.2 测试节点采样策略的分析
        3.1.3 节点采样频率的设计以及对测压精度的影响
        3.1.4 测试节点信号获取及缓存器要求
        3.1.5 测试节点存储触发方式选择
        3.1.6 触发系统阈值自适应与算法设计
        3.1.7 测试数据同步方案设计
    3.2 主控站大容量数据存储装置
    3.3 本章小节
第四章 测试系统总体硬件设计与实现
    4.1 测试系统总体设计
    4.2 信号调理模块
        4.2.1 滤波电路与放大电路的设计
        4.2.2 单端信号转差分信号电路的设计
    4.3 ADC 模数转换模块的设计
        4.3.1 ADC 芯片的工作原理
        4.3.2 ADC 信噪比分析
        4.3.3 ADC 时序控制及分析
    4.4 触发信号控制与触发时间管理
        4.4.1 触发信号控制模块的设计
        4.4.2 触发时间的管理与设计
    4.5 数据缓存器设计
        4.5.1 FRAM 工作原理
        4.5.2 FRAM 读写时序控制
        4.5.3 负延迟存储地址管理模块设计
    4.6 无线传输收发单元设计
        4.6.1 无线模块的工作原理
        4.6.2 测试节点无线模块状态机的设计
        4.6.3 控制中心大容量存储无线接收单元的设计
    4.7 本章小结
第五章 节点电路的测试和上位机功能
    5.1 节点电路的测试
    5.2 上位机软件的功能
总结与展望
参考文献
读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3182740