pxi-e总线专用高速信号采集模块研制

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1、硕士学位论文PXI-E总线专用高速信号采集模块研制DEVELOPMENTOFPXI-EBUSDEDICATEDHIGH-SPEEDSIGNALACQUISITIONMODULE易宇哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TP274.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文PXI-E总线专用高速信号采集模块研制硕士研究生：易宇导师：林连雷副教授申请学位：工程硕士学科：仪器仪表工程所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U.D.C:ThesisfortheMasterDegree

2、inEngineeringDEVELOPMENTOFPXI-EBUSDEDICATEDHIGH-SPEEDSIGNALACQUISITIONMODULECandidate：YiYuSupervisor：AssociateProf.LinLianLeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringAffiliation：InstrumentScienceandTechnologyDateofDefense：July,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工

3、业大学工程硕士学位论文摘要在某些雷达对抗试验中，为了精确地评估试验效果，需要设计高速采集系统对雷达回波信号、同步脉冲等进行采集，并对采集的数据进行分析，同时提供大容量存储系统能力，以便于用户事后对雷达对抗试验数据进行分析。本文的目的是研制PXI-E总线专用高速信号采集模块，该模块可以为雷达对抗试验后续的试验数据处理提供数据来源，进而对提高雷达对抗试验中试验效果分析水平有重要的意义。硬件设计上，以FPGA作为核心处理器，采用TI公司的ADS5407作为核心芯片，实现了对2路雷达回波信号的采集，其采样率最高能达到每通道500MSa/s。以AD采样时钟同时对2路模拟信号和6路脉冲信号进行处

4、理，实现了对模拟信号和脉冲信号的同步采集。采用前端调理电路分别对模拟信号进行调理以满足AD输入的需求和对脉冲信号进行调理以被后端数字电路正确识别，同时将2路外触发信号与脉冲信号同时进行了调理。为了实现对信号灵活多样的捕捉，利用FPGA实现了外触发、内触发和软触发的选择与使用。利用FPGA逻辑与DDR3SDRAM共同实现了“示波器”模式和连续采集模式两种不同的工作模式。其中“示波器”模式将数据存储在FPGA内部的双端口RAM中，而连续采集模式可将数据存储至外部DDR3SDRAM中，板上缓存为1GBytes。采用带有PCIExpress硬核的FPGA实现了PCIExpress接口技术，同

5、时利用FPGA内部的DMA硬核实现了数据的DMA传输。软件设计上，采用NI-VISA与CVI共同开发了PXI-E总线专用高速信号采集模块的驱动程序。在LabWindows/CVI软件平台上开发该模块的功能软件，提供了“示波器”功能软件，用于在雷达系统调试阶段对雷达回波信号进行时域分析与频域分析；还提供了连续采集功能软件用于将采集的数据存储到高速存储系统中，同时提供了波门压缩技术以节省存储空间。最后，对PXI-E总线专用高速信号采集模块进行了测试与验证。文中分别对模拟通道的输入阻抗、采集精度、采样速度和动态性能进行了测试，同时对脉冲通道的逻辑电平进行了测试，测试结果表明，本模块的硬件设

6、计符合要求。关键词：高速数据采集；PXIExpress；DMAI哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInsomeradarconfrontationtest,inordertoassessthetestresultsaccurately,itisnecessarytodesignahigh-speedacquisitionsystem,whichcanacquiretheradarechosignalandthepulsesignal,andthenanalyzesthecollecteddata.Atthesametime,inordertoanalyzethedatao

7、fradarconfrontationtestafterthefight,itprovidestheabilityofhigh-capacitystorage.ThepurposeofthisthesisistodesigneaPXI-Ebusdedicatedhigh-speedsignalacquisitionmodule,thismodulecanprovidethedatasourceforradarjammingexperiment’sfollo