通用周期信号高速数据采集系统的设计

采集卡受Ａ／Ｄ转换速度的影响，采样率一般都较低，本文介绍的系统采用等效时间原理，利用低采样率Ａ／Ｄ转换器件实现对周期性信号的高速数据采集，并可根据需要调整采样率的大小。本系统分软，硬件两部分，可实际于雷达，信号源等系统中，性能稳定，可靠。     

一种灵活实用的高速同步多通道数据采集与处理系统

介绍了一种灵活实用的高速同步多通道数据采集与处理系统的设计与实现.该系统由32个子模块组成,每个模块可同时对8通道的信号进行同步数据采集,系统具有结构灵活、扩展性强等特点,可以广泛地应用于各种需要多点测量的分布式测控系统中.本文主要介绍了该系统的软、硬件设计,系统设计中所采用的几个关键性技术以及系统设计时需注意的一些问题.     

八通道1.2Gsps数据采集板设计与实现

介绍基于ADC和FPGA(现场可编程门阵列)的八通道高速数据采集板,描述设计方案、实现途径和主要指标测试结果,该采集板是一个通用的宽带、高速数据采集平台,模拟带宽可达600MHz,支持最大1.5GB存储深度,在交互模式下,单通道最大采样率可达4.8Gsps。     

一种多通道高速数据采集精密同步设计方法

利用相位校准原理,通过自定义互连接口"ESBus"传送参考时钟和相位控制信号,结合一种由外部控制的主动同步调整方案,从硬件上实现系统间通道的精密同步.实验表明,同步精度达到100 ps级,使这种高速数据采集产品达到很高水平.     

利用DSP改善对微弱信号的检测性能

在对微弱信号进行检测进,利用DSP（digital signal processor）实现的数字相干检波技术可以有效的消除模拟相干技术由于参考波形谐波分量产生的影响.详细的分析了数字检波和模拟检波对微弱信号的检测性能.并且充分利用DSP的高速数据采集能力,通过提高采样率改善了ADC转换器的信噪比.从这两方面提高了整个系统对微弱信号检测的性能.     

舰载声呐与航空吊放声呐协同双基地搜索范围研究

针对舰载声呐与航空吊放声呐构成的异类传感器双基地工作问题,建立了基于声呐方程的海洋环境噪声背景下双基地搜索范围模型。在舰载声呐与航空吊放声呐双基地协同工作系统中,舰载声呐发射探测信号,舰载声呐和航空吊放声呐均接收水下目标回波信号。根据能量关系建立了扩展面积、扩展距离、等效半径模型,定量分析了声源级、基线长度等因素对系统搜索范围的影响。仿真结果表明,当舰载声呐声源级相对于吊放声呐声源级足够大时,协同双基地工作模式在较大的基线长度范围内不仅在搜索范围上优于舰载声呐和吊放声呐均独立工作时的单基地联合搜潜,而且在搜索宽度上也有优势。     

一种频分MIMO声呐的波达方向估计算法

为了使声呐阵列在有限的载体空间内获得较高的角度分辨率,设计了基于频率分集的多输入多输出（MultipleInput Multiple-Output,MIMO）声呐。该MIMO声呐采用N发M收的布阵方式,接收阵为M元均匀线阵,发射阵由N个阵元组成,且各发射阵元发射中心频率不同、包络相同的窄带信号。建立密集式频分MIMO声呐的回波模型,并以此模型为基础提出了波达方向估计算法方向-相位域多重信号分类（Direction and Phase Domain-Multiple Signal Classification,DPD-MUSIC）算法。仿真实验中以双频MIMO声呐为例,将频分MIMO声呐的DPD-MUSIC算法的估计性能与单输入多输出（Single-Input Multiple-Output,SIMO）声呐MUSIC算法的估计性能进行了对比。仿真结果表明,频分MIMO声呐利用DPD-MUSIC算法可以获得优于等接收阵元数SIMO声呐的角度分辨率和角度估计精度。     

高速数字采集系统通道间信号传输延迟时间分析

通道间信号传输延迟时间是多通道高速数字采集系统的一项重要评价指标.本文应用Hilbert Huang变换对采集到的单频正弦信号进行数字信号滤波处理,对滤波后的数据进行Hilbert变换得到信号的瞬时相位,可以精确识别信号源的频率,并能够方便地得到通道问信号传输延迟时间.为高速数字采集系统通道间信号传输延迟时间分析提供了...     

可水声定位的水下弹载测试系统设计

为了获取水下弹体发射全过程的多通道飞行姿态数据,并且针对水下弹体发射入水后难以搜寻的问题,设计了一种可水声定位的水下弹载测试系统。采用STM32F103C8T6作为主控芯片,控制系统多通道数据采集、存储与超声波脉冲信号的发出。设计了功率放大电路和阻抗匹配电路,提高了系统工作效率。经过测试,加载在换能器上的激励电压峰-峰值达134 V,可驱动换能器发出超声波。实验结果表明,采集系统可以连续高精度地采集弹体全过程飞行数据,在水下3.8 m可探测到目标,达到实际使用要求。     

问题与回答

问题与回答问题：“怎样才是真正的多通道动态信号分析系统？”回答：多通道动态信号分析系统中的通道主要指数据采集而言。完整的动态数据采集应至少包括信号适调、采样保持（Ｓ／Ｈ）和模数转换（Ａ／Ｄ）三部分。真正的多通道动态信号分析系统中每个通道必须有独立的信...     

基于VXI总线的多通道多采样率数据采集系统实现

介绍一个多通道多采样率的数据采集系统。该系统输入64个模拟量均要转换成数字信号,数据采集卡为基于VXI总线的E1413,多通道之间的变采样率通过特殊的采样列表实现。文中给出了硬件组成、软件设计和测试结果。该系统已用于对飞机燃油试验台的测控。     

USB多路数据采集器

针对目前大多数采集系统无法实现多通道高分辨率采样及携带不方便等情况,提出了一种基于USB的多路数据采集系统的设计方法。系统利用ARM+FPGA+AD7656的系统组合实现16路通道同步信号采样,FPGA用于实现对A/D转换的逻辑控制,通过ARM7处理器对A/D转换数据进行处理,再由USB接口与计算机进行数据通信。测试结果表明,基于FPGA与ARM的多通道数据采集系统结构简单、控制方便、设计成本较低,能够准确快速地对16路信号同时进行采集。     

应用于雷达系统的双路高速数据采集存储系统设计

介绍了一种用于对雷达回波I/Q信号进行双路高速采集与数据存储的系统,采样速率为200MHz,分辨率为12位,存储深度为4GB.该系统采用FPGA作为主控制器,ADS62P29作为高速数据转换器,K9K8G08U0M作为大容量数据存储器,通过USB实现系统与计算机之间的通信.利用Cadence软件和VHDL语言完成了系统设计、软件仿真及关键信号的完整性仿真.测试结果表明,ADC的有效位数可达10.69,输入信号为80 MHz的正弦信号时,两路ADC信号之间的相干系数达到0.998 4,可满足雷达系统对回波信号进行高精度相位测量的要求.     

一种基于FPGA技术的高速数字化仪的设计

介绍了一种基于FPGA的高速数字化仪的理论设计和实现方法,从硬件角度给出了设计思路和实现方法．整个系统核心器件包括：高速数模转换芯片,拥有14b精度,150MHz转换速率等性能;高性能FPGA;板载4片32bSDRAM,能够增加采样深度,提高存储速率,实现大数据量的实时存储．使用Verilog语言编写底层FPGA程序．测试结果表明：可以实现可控深度的预采样;ADC有效位达14b,输入10MHz的正弦信号时,通道间相干系数能达到0．9983,信号完整,能满足对高速信号的采集要求．     

Subaperture processing for ultrasonic imaging

Ultrasonic subaperture processing using aperture synthesis and beam space interpolation is presented. The number of beam lines scanning the image plane for a given transmit-receive subaperture combination is chosen according to the spatial sampling criteria for that combination. On each beam line, echo signals over the entire array are collected through electronic multiplexing of array channels, where the transmit subaperture at the transducer center is fired K successive times, with K equal to the number of nonoverlapping receive subapertures. For every receive subaperture, the number of beam lines is increased through digital interpolation using a linear filter with spatial frequency band associated with the subaperture. Interpolated beam lines from all receive subapertures are then added to obtain a high resolution sector image. The efficiency of subaperture processing for different system configurations is tested on experimental rf data acquired from two different phantoms using a 3.5 MHz, 128-element transducer array. The proposed subaperture processing reduces the number of firings for data acquisition, and thus allows real-time imaging with very low susceptibility to motion artifacts.     

Hybrid free-space optical bus system for board-to-board interconnections

A free-space optical bus system is described for board-to-board interconnections at the backplane level. The system uses active optoelectronic modules as the interface between the circuit boards and the electrical backplane. Substrate-mode holograms are used to implement signal broadcast operations between boards, and each board on the backplane shares common free-space channels for transmitting and receiving signals. System-design considerations are given, and the potential performance of the optical bus system is evaluated. An experimental demonstration is also presented for the signal broadcast operation through cascaded substrate-mode holograms at a data rate of 622 Mb/s.     

多通道CCD图像数据实时记录系统

针对多通道CCD图像数据实时记录、预处理问题,本文提出了一种基于DSP并行处理技术的方案.实验结果表明,系统实现了多通道CCD图像数据的实时记录.用四片DSP以及一个通用CPU实现一个最小系统,用于实时记录六路CCD图像数据,同时实现图像数据和辅助数据的分离,处理结果可以记录在本地的磁盘,也可以通过网线完成数据的传输.最小系统安装在标准的CPCI机箱中,当输入通道数大于六路时,可以通过最小系统并行的方式,实现系统的扩展.该方案已经应用于18路CCD图像数据的实时记录系统中,最小系统实现了最高63.2MB/s的数据记录.     

基于北斗通信的河道水质监测系统设计

针对当前水污染监测费时费力的问题,为了实现实时在线检测水质信息,提出了一种基于北斗通信的浮标监测系统,该系统包括浮标体数据采集系统和岸基接收站系统。以新型设计的浮标为载体的数据采集系统,采用STM32芯片,通过RS485协议读取传感器数据后发送并保存至SD卡中;同时通过北斗模块将数据发送至岸基,岸基上位机可远程浏览浮标状态数据、水质数据以及位置信息。整个系统采用太阳能供电方式,以此完成从数据采集、数据保存到数据传输、数据处理。经测试,整个系统运行状况良好,可实现水质自动化监测,达到预期设计要求。     

一种皮秒单光子计数光谱仪数据采集系统

针对皮秒时间相关单光子计数光谱仪中多道分析仪传输速率不高的情况,在荧光光谱测量中的多道定标技术的基础上,提出了采用 PCI 总线的数据采集卡改进方案。该方案以存储器中不同的地址作为测量中不同的道,将以 FPGA 实现的高速计数器按选定时间间隔的计数结果存入相应道中,存储器中数据经 PCI 总线读入内存并分析处理,从而取代原系统中的多道分析仪。实验结果显示,数据采集卡传输速率达到 20MB/s,比多道分析仪提高了 200 倍。     

船载水声定位系统自动校准技术研究

在分析常规水声定位系统校准方法的基础上,结合某型船载水声定位系统的工程研制,提出了一种自动校准方法。该方法无需常规的动态或静态校准,可在每次系统安装完成后自动检测及校准。利用基阵中心位置的发射换能器以及船只固定连接杆入水端的发射换能器依次发射校准声信号,将获得的水声定位坐标与上述两个发射换能器固定对应的全球定位系统(Global Positioning System, GPS)天线坐标进行平移和偏转,获得偏移参数矩阵,实现系统校准。某水域的跑船试验验证结果表明,利用该自动校准方法可在两分钟内完成全部自检及校准工作,并且水声定位轨迹与跑船GPS轨迹重合较好,具有校准效率高、测量精度高等优点。