基于PXI总线的模数转换模块设计与实现

发布时间：2022-01-11 17:05

　　模数转换是数据采集的核心内容,通俗来说,数据采集就是完成模数转换过程。随着当前科学技术的发展,数据采集技术的发展也越来越迅速,一个性能良好、使用便捷的模数转换模块更利于系统集成,使其能在大型测试系统内完成重要工作。本论文主要设计一个基于PXI总线的模数转换模块,使用PXI 3U板卡结构,将此模块集成于PXI系统中,完成适用、便携的实时数据采集板卡设计,实现量程档可选、自动增益控制、误差校准等功能。该模数转换模块具有100kHz的采样率,最多64通道并行采集,适用于多通道低频信号并行采集的系统当中。此模块设计利用FPGA作为主控芯片,利用FPGA+PCI9054的方式实现与PXI总线的通信,同时利用PXI的多种触发方式进行触发工作。在上位机的控制下,相关配置信息及控制采集信号经过PCI总线传输到PCI9054,PCI9054完成与PCI总线的通信后由FPGA控制完成与PCI9054的本地总线通信,当FPGA接收到相关控制信息后,将配置通道信息转换发送至模拟开关电路,将配置增益信息发送至程控放大器,将控制ADC采集的控制信息发送至AD7663并完成接收转换数据,最后将数据通过PCI总线返回... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

通道选通控制仿真波形图

结果为 0 则保持该状态，输出增益控制。逻辑设计部分的设计方案，模数转换器使用串NVST#控制，当 CONVST#被拉低时，标高，表示 AD 正在工作，等待 AD 转换始有效，在每一个时钟高电平期间，网位开始发送，当数据传输完成后，BU已经结束，ADC 处于空闲状态，可以进要控制输出开始采集信号 CONVST#经过串并转换模块将数据存储至数据线传输。此过程中串并转换模块设计使用图如图 4-7 所示。

图 4-8 实测 ADC 读时序图在控制此时序时，需要注意以下几点：1) 控制开始转换信号 CONVST 脉宽至少为 5ns；本控制逻辑使用 10MHz 时钟输入，CONVST 保持一个周期有效脉宽为 100ns，超过最低脉宽要求，为提高系统速度，可适当增加工作时钟频率。2) 两次转换时间之间间隔至少为 4 s；因此，从前一次 CONVST 有效到下一次控制开始采集至少需要经过 40 个周期；设计中可根据 BUSY 信号进行下一次采样时间控制。当进行连续采集时，由上位机控制不断发送采集命令，本设计最高采样频率为100kHz，需要控制两次采集之间的时间间隔为 10 s。ADC 采集时的时序与以上相同，此部分由软件完成控制即可。4.5 PCI 本地总线接口逻辑设计根据上面章节对 PXI 的相关技术介绍及 PCI9054 设计概述，其主要功能是接收

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于PCI9054从模式的数据采集卡设计与应用[J]. 安冬冬,刘文怡,郅银周.  计算机测量与控制. 2010(10)
[4]基于PCI总线的高速数据采集卡系统设计与实现[J]. 裴喜龙,童莉.  微计算机信息. 2006(19)
[5]PCI9054芯片接口设计中若干问题的深入研究[J]. 童鹏,吴新建.  电子技术应用. 2005(10)
[6]PCI9054本地总线控制可编程逻辑设计[J]. 彭杰,汪国有,张天序.  计算机仿真. 2003(09)

硕士论文
[1]高速信号采集板卡设计[D]. 杨旭.电子科技大学 2012
[2]基于FPGA的PCI数据采集卡设计[D]. 王立娜.北方工业大学 2008



本文编号：3583142