基于fpga的dts用高速数据采集系统的研究与实现

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1、研究生毕业论文（全日制专业型硕士申请学位）论文题目基于FPGA的DTS用高速数据采集系统的研究与实现学位申请人杨治善专业名称集成电路工程研究方向电子系统设计与智能仪器指导教师汪志成2016年6月17日1独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示感谢。作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完

2、全了解东华理工大学有关保留、使用学位论文的规定：东华理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。作者签名：导师签名：日期：年月日2摘要毕业论文题目：基于FPGA的DTS用高速数据采集系统的研究与实现集成电路工程领域专业2013级硕士生姓名：杨治善指导教师（姓名、职称）：汪志成讲师摘要目前，DTS技术逐渐发展并逐渐渗透到各个领域，解决了采用电信

3、号传感方式进行测温的一切缺点。本文主要对DTS系统中的采集系统进行研究，列举了采集系统中的主要问题对于DTS系统性能的影响，包括同步采集、数据累加以及数据传输。本文主要对以上三个问题进行研究，并设计方案解决这些问题。本文首先对DTS系统测温原理进行介绍，DTS系统原理是通过散射光的温度效应进行测温。采用的测温解调模式为通过采集斯托克斯光电信号与反斯托克斯光电信号的比值。DTS采集系统将采集两路光电信号转换为数字量，并进行累加处理，并送到上位机进行数据处理。接着具体分析了采集系统的关键技术对DTS系统的影响，关键技术包括同步采集技术、数据累加、PCI数据传输；通过DTS

4、系统的指标确定了采集系统的关键参数，以及对FPGA进行选型。本文通过具体的问题实现了高速数据同步数据采集方案，方案包括同步采集方案的确定、采集框图的设计、同步采集的电路设计以及双路100MHz信号的产生和设计AD逻辑实现。之后在FPGA中设计FPGA数据累加的方案，包括选择合适的存储器和通过对普通累加方案缺点的分析。设计新型的累加技术弥补普通方案的缺点，并对新型的累加方案进行逻辑设计与仿真。最后选用PCI数据传输技术对累加以后的数据进行传输，PCI传输功能的实现主要包括传输方案的设计、PCI9054的外围电路的设计、寄存器和工作模式的配置、PCI传输模块的逻辑设计与仿

5、真以及分析PCI与上位机传输。通过以上三个方面的要求对采集系统进行设计，并验证其对于DTS系统的影响。通过对以上三个技术进行研究与实现，同步采集能使得采集的两路光信号完全对应，提高了DTS系统的测温精度；数据累加和PCI能在最短的时间内完成累加传输，提高了DTS系统的实时性。本次系统的研究和实现能为DTS系统测量温度频率变化更快的环境提供技术支持。关键字：DTS;FPGA;同步采集;数据累加;PCI传输3东华理工大学硕士学位论文THESIS：ResearchandimplementationofhighspeeddataacquisitionsystemforDTSb

6、asedonFPGASPECIALIZATION:IntegratedcircuitengineeringPOSTGRADUATE:yangzhishanMENTOR:wangzhichengAbstractAtpresent,DTStechnologyhasgraduallydevelopedandgraduallypenetratedintoallfields,intensityoftemperaturedemodulation.Solvesallthedisadvantagesofthissignalsensingfortemperaturemeasuremen

7、t.ThispaperfocusesontheresearchofdataacquisitionsysteminDTSsystem,liststhemainproblemsinthecollectingsystemfortheperformanceoftheDTSsystem,includingdataacquisition,datatransmissionandaccumulation.Thispapermainlyresearchesontheabovethreeproblems,anddesignsolutionstosolvethesepro