一种用于逻辑分析仪的FPGA测试接口电路

针对目前利用逻辑分析仪对FPGA进行测试时,各待测信号之间出现干扰现象及利用差分方式测量时浪费FPGA的I/O引脚资源的问题,提出了一种用于逻辑分析仪的FPGA测试接口电路实现方案。该方案由信号输入接口模块、单端信号转差分信号模块和信号输出接口模块组成。信号输入接口模块完成FPGA和测试接口电路之间的信号传输工作,单端信号转差分信号模块把单端信号转换成差分信号,信号输出接口模块将转换完成后的信号输出给逻辑分析仪。通过一个具体的FPGA信号测试实验表明,在采样深度分别为1、8、32 KB时,使用测试接口电路比没有使用时的测量相对误差分别减少了87.3%、90.2%、88.6%。     

一种高速多通道数据采集系统设计

设计了一种基于FPGA的高速多通道数据采集系统,该系统通过FPGA进行数字信号处理,使用AD9257作为多通道模数转换器,具有低功耗,低成本,数据实时采集,上位机交互控制等特点。测试结果表明,该系统可以用于微剂量探测器的输出信号的处理,分析引起探测器输出信号失真的物理机理,可以校正因脉冲堆积、系统噪声、ADC采样频率和精度、信号串扰及通道间参数差异等因素引起的频谱数据不确定度等。此系统对于微剂量探测器输出信号的处理具有应用价值。     

基于FPGA的脉冲信号参数测量系统设计

设计了一种以FPGA(现场可编程门阵列)作为主控制器的脉冲信号参数测量系统,采用单片机与FPGA相结合组成系统架构,并通过高速A/D、高速比较器、放大器等硬件电路实现脉冲信号参数采集,数据存入FPGA内部RAM中并进行处理,单片机读取数据并转换后在LCD显示测得参数。该设计实现了脉冲信号幅度、频率、占空比、上升时间等参数测量。测试结果表明,系统测量误差满足设计要求,具有性价比高、功能拓展灵活等特点。     

基于FPGA的双路高速数据采集系统的设计

以脉冲激光测距为应用背景,设计了1种双路1 Gsps采样率的高速数据采集系统的设计方案,该系统以EP2S60系列的FPGA为核心控制模块,ADC08D1000为模数转换芯片测量I、Q两路脉冲信号时间间隔。FPGA的资源分布决定ADC输出的两路信号（I、Q）需由FPGA的两侧共4个BANK接收,由此会造成系统测量的固定误差,利用ADC的并行交替采样模式修正该固定误差,大量测试数据表明,该系统能够实现双路1 Gsps的采样率,系统工作稳定且测量精度可控制在1 ns。     

基于FPGA与LabVIEW的虚拟示波存储系统设计

针对传统示波器难以采集信号数据、不易便携、价格较贵等问题,设计了一种基于FPGA与LabVIEW的虚拟示波存储系统。虚拟示波器存储系统由下位机数据采集器和上位机应用程序构成,其中系统下位机以FPGA为核心,支持USB接口通信与供电的数据采集器,可同时对双路高频小信号进行转换与传输,且每个通道最高采样频率可达60 MHz,数据传输速率可达480 Mb/s;系统上位机基于LabVIEW软件,开发了系统应用程序,不仅实现与优化了传统示波器波形显示、参数测量等常用功能,还实现了信号数据采集功能。通过实验测试与对比分析表明,虚拟示波存储系统可以快速、准确地测量信号幅频参数、显示信号波形和采集信号数据,能够对峰峰值50 mV以上、1 MHz以内的信号幅度和频率进行准确测量,准确度优于传统示波器。     

智能控制在动态可重构虚拟仪器构件阵列上的应用

近年来,随着微电子技术和计算机技术的发展,尤其是大规模现场可编程FPGA的出现,电路重构成为研究热点。基于FPGA的重构系统具有自适应、自主修复等特性,文章介绍了智能控制在FPGA上实现可重构虚拟仪器的应用,讨论了动态可重构的实现方法及两种技术。通过这种方法可以提高虚拟仪器的测量速度和测量精度。     

高精度激光功率测试方法探究

通过了解激光功率测量的现状和发展趋势,提出一种在实验室可以使用的高精度激光功率测试方法。在LabVIEW环境下,由光调制器、低噪声光电探测器、锁相放大器、A/D数据采集卡和计算机等组成全自动快捷的测量系统。本系统将激光器发出的光调制成具有一定频率的光信号,该信号被光电探测器接收,由锁相放大器消除背景光噪声及电路噪声对测量的影响,经A/D采集卡采集到计算机,通过LabVIEW程序进行分析处理,即可获得激光器功率。噪声及误差分析表明,测量系统的信噪比可达106数量级,用此测试系统实测氦氖激光器和半导体激光器的功率,所测数据与厂家提供的参数吻合,最终实现了激光功率的准确测量。     

精密机床传动链误差测量实验平台

为实现精密机床传动链误差测量和分析,研发了精密机床传动链误差测量实验平台。硬件系统由圆光栅编码器、细分盒、FPGA数字信号采集卡和计算机组成。软件系统基于LabVIEW设计,包括FPGA计数程序和数据采集处理程序,实现误差采集、分析、处理及图形化显示等实验功能。基于该平台,开展精密滚齿机传动链误差测量实验教学,培养学生的创新思维能力和工程实践能力。     

基于AD7705及FPGA的光信号采集系统设计

光电检测与数据转换是光纤光栅测温系统中的重要组成部分,为提高测量精度和稳定性,提出了以16位模数转换器AD7705为核心的光信号采集系统。阐述了FPGA控制模块的设计思路及VHDL实现方法,并以FPGA作为控制器实现AD7705逻辑控制。通过QuartusII软件进行仿真测试,结果显示：设计符合要求,系统稳定可靠。     

数字电路时间同步实验设计

时间同步在数字系统中的应用非常广泛,但传统的数字电路课程没有相关的学习内容。为了设计出既适合数字电路教学又具有专业特色的实验项目,将科研成果引入实验教学,开设了数字电路的时间同步实验。使用两块FPGA芯片模拟两个数字系统,利用信号发生器、GPS接收天线、GPS可驯钟等器件实现两个系统的时间同步,并对时间同步误差进行测量、分析,在此基础上实现在同步控制信号短时间丢失时保持系统同步及同步自动化等功能。实践表明,该实验有利于培养学生在工程背景下进行数据统计分析的能力,锻炼学生多系统协同工作的意识和思维。