基于虚拟仪器技术的数字信号检测系统研究

发布时间：2017-04-09 09:00

  本文关键词：基于虚拟仪器技术的数字信号检测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于当前人类对时间概念相当重视，便推进了各领域的技术革新且均以快速的数字化为目标。由此可见数字信号地位凸显，而与此同时数字信号系统得到了广泛的应用并变得日益繁琐，当大量丰富的数字化产品出现在人们的面前，相应伴随而来的产业是数字信号检测系统的研究。它在数字产品从设计生产到投入使用、故障诊断等一系列检测环节中不可缺少。目前世界顶端的数字信号检测仪器均被国外市场所垄断，价格惊人。国内数字信号检测仪器极其匮乏，这严重影响了其自身的发展及数字领域人才的培养，特别是高校人才。因此，国内市场，重点面向高校理工实验室，急需性价比高的数字信号检测设备的出现。 本课题基于虚拟仪器技术，在吉林大学虚拟仪器研究室开发的VIIS-EM（virtual instrument integration system-electronic measuring）全称为虚拟电子测量仪器集成系统的平台架构下，设计逻辑分析仪和数字集成电路（DIC）测试仪两种检测数字信号工具。虚拟仪器技术重视的是仪器模块化理念，，这样一来，仪器集成度高、性能稳定、可扩展性强，开发周期短并可大幅度的缩小成本，应用领域也更加广泛。因此，基于虚拟仪器技术的VIIS-EM平台的出现为高校理工实验室、工业生产调试提供了全面快速的且性价比高的可重构式测试系统。 本设计的两种检测数字信号系统工具采用MCU+FPGA+VIIS-EM+LabVIEW的总体设计方案。其硬件板卡集合了相关数据采集模拟电路、MCU技术及FPGA技术，重点实现了逻辑分析仪的多种触发方式、数据缓存FIFO和数字集成电路测试仪的信号激励模块、功能板卡与主控卡之间的通信双口RAM单元及译码单元电路；上位机软件采用NI公司推出的LabVIEW，在其程序框图进中将硬件采集到的数据根据设计要求进行各种运算处理及显示等操作，其前面板方便用户对仪器进行各种操作。最后采用系统内部类VXI总线及外部USB总线进行软硬件接口的搭建。在仪器实现以后，通过自行设计的数字芯片测试电路及中小规模DIC芯片，分别对两种检测工具的可行性及稳定性进行验证，通过实测结果表明开发的仪器达到预定指标，在高校理工实验室具有普及意义。
【关键词】：虚拟仪器技术 逻辑分析仪 数字集成电路测试仪 LabVIEW FPGA
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.23
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 数字信号系统检测技术概述、国内外现状及发展趋势9-13
• 1.1.1 数字信号系统检测技术概述9-10
• 1.1.2 数字信号系统检测技术国内外现状10-12
• 1.1.3 数字信号系统检测技术发展趋势12-13
• 1.2 虚拟仪器技术简介及前景13-16
• 1.2.1 虚拟仪器技术简介13-15
• 1.2.2 虚拟仪器技术的发展前景15-16
• 1.3 VIIS-EM 平台介绍16-17
• 1.3.1 VIIS-EM 简介16
• 1.3.2 VIIS-EM 总体结构16-17
• 1.4 论文研究内容17-19
• 第2章 数字信号系统检测原理19-23
• 2.1 数字信号系统检测基本思路19-20
• 2.2 数字信号系统检测工具20-21
• 2.3 系统的技术指标21-23
• 2.3.1 逻辑分析仪的技术指标21-22
• 2.3.2 数字集成电路（DIC）测试仪的技术指标22-23
• 第3章 逻辑分析仪的设计方案23-37
• 3.1 逻辑分析仪组成原理、分类及总体构架23-25
• 3.1.1 逻辑分析仪组成原理23-24
• 3.1.2 逻辑分析仪分类24
• 3.1.3 逻辑分析仪总体设计24-25
• 3.2 逻辑分析仪硬件关键模块设计25-33
• 3.2.1 数据采集模块25-26
• 3.2.2 微处理器模块26-27
• 3.2.3 FPGA 关键模块27-33
• 3.3 逻辑分析仪软件设计33-37
• 3.3.1 LabVIEW 概述33
• 3.3.2 软件结构总体设计33-34
• 3.3.3 LabVIEW 控制界面设计34-35
• 3.3.4 软件后面板关键程序模块35-37
• 第4章 数字集成电路（DIC）测试仪的构建方案37-47
• 4.1 DIC 测试仪功能检测思路及总体设计37-38
• 4.1.1 DIC 测试仪功能检测思路37
• 4.1.2 DIC 测试仪总体设计37-38
• 4.2 DIC 测试仪硬件关键单元设计38-42
• 4.2.1 信号激励单元38-39
• 4.2.2 双口 RAM 单元39-41
• 4.2.3 译码单元电路41-42
• 4.3 DIC 测试仪软件设计42-47
• 4.3.1 软件总体构建及人机交互界面设计42-43
• 4.3.2 后面板关键程序模块43-47
• 第5章 系统总线通信及驱动47-52
• 5.1 系统内部总线47-48
• 5.2 系统外部 USB 总线48-50
• 5.3 系统驱动50-52
• 5.3.1 USB 设备驱动开发50-51
• 5.3.2 仪器驱动51-52
• 第6章 系统调试及实测结果52-60
• 6.1 逻辑分析仪实验案例及操作步骤与结果显示52-56
• 6.1.1 实验测试案例52-53
• 6.1.2 测试步骤与结果显示53-56
• 6.2 DIC 测试仪实测结果56-59
• 6.2.1 自定义测试步骤及结果显示56-57
• 6.2.2 自动化测试用例57-59
• 6.3 设计实物展示59-60
• 第7章 总结60-62
• 7.1 主要研究工作总结60-61
• 7.2 进一步研究建议61-62
• 参考文献62-65
• 作者简介及研究成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：294878