基于PXI的斩波式数字积分器研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年5月By【XuGuangjan】ADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofengineeringInstituteofPlasmaPhysicsoftheChineseAcademyofSciencesMay，2013学位论文原创性声明郑重声明：本人呈交的学位论文《论文题

2、目》，是在导师的指导下，进行研究工作取得的成果。论文中所有数据、图片资料均真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有的著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位，本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。本人签名：立触日期：五型L上卫致谢首先诚挚的感谢我的导师季振山老师，季老师悉心的教导使我的知识水平和科研能力得到了很大的提高。不时的讨论和指点，引导我研究的正确方向，使我在这些年中获益匪浅。季老师严谨的科研态度和一丝不苟的工作作风给我留下了深刻印象，令

3、我终身受益。值此论文完成之际，谨向季老师致以我最衷心的感谢。特别感谢王勇在电子学方面给予我的帮助，本论文中的斩波式积分器中的硬件部分设计也是王勇帮我完成的，此外在平时的台面调试和最后的现场调试，都离不开他的帮助。感谢李实在数据采集程序方面给我的帮助。感谢袁中权、张祖超在我学习PXI时给我的帮助。感谢计算机应用研究室肖炳甲老师、周志英老师、沈彪老师、王华忠老师对我工作和学习的关心和支持。感谢计算机应用研究室的全体研究生和其他老师，他们是钱金平、王枫、孙晓阳、袁旗平、孙有文、张睿瑞、罗正平、郭勇、章勇、刘磊、刘广君、王萍、刑哲、陈书亮、石同辉、黄文君、陈大龙、杨万彩、夏金瑶、陈

4、颖、岳小宁、严涛等，几年来我们一起学习、生活和工作，互相勉励、共同进步，大家的陪伴让我的研究生生活变得绚丽多彩。感谢研究生部的常昱红老师、叶海燕老师在我求学期间给予我关心和帮助。最后，感谢所有关心我的朋友和亲人，并将此文献给我挚爱的亲人。许光俊2013年5摘要本文主要介绍了基于NIPXI机箱的长时间低零漂斩波式积分器的设计与实现。作者通过对模拟积分器、数字积分器和模数转换器(ADC)实现原理的深入调研及误差引入原因的分析，并结合斩波的处理思想，设计了基于PXI的斩波式数字积分器。该积分器避免了模拟积分电容泄露、非线性误差等问题，减小了数字积分器中ADC的量化误差，后续又采用

5、了扣除斜率的方式对积分结果进行处理，进一步减小了积分器中线性误差所造成的零漂。软件处理部分中分别设计比较了直接累加和平均法两种积分方法。考虑到数子积分器中ADC位数对积分结果的影响，分别设计测试了采用16位和24位ADC采集的积分结果。本论文的另一部分完成了使用反射内存对积分结果的实时传输，传输速度最终能达到EAST实验中PCS系统对实时传输的要求。论文的第一章介绍了研制基于PXI的斩波式积分器背景和意义，并简单的介绍了国内外积分器的发展状况；第二章对模拟和数字积分器的原理及其误差的来源进行详细的理论分析；第三章系统地介绍了NI-PXI系统及其扩展模块；第四章详细的给出了基

6、于PXI的斩波式积分器系统的实现方法、系统的测试、结果分析以及利用反射内存卡对积分结果的实时传输；第五章介绍了平均法和直接累加法的原理及结果的比较，分别测试了采用16位和24位ADC采集时的积分结果；第六章是论文的总结和展望。关键词：积分器；PXI；斩波式；低零漂；反射内存卡StudyondigitalchopperintegratorbasedonPXIGuangjunXu(Subject：ComputerApplicationTechnology)DirectedbyProfessorZhenshanJiAbstractThedesignandrealizationof

7、Long—time，Low—drift，Chopper-typeintegratorwithbasedonPXIisstudiedinthispaper．Wehavedesignedthedigitalchopper_typeintegratorthroughanin-depthstudyoftheprincipleandtheerroranalysisofanalogintegratorcircuitsandAnalog-to-DigitalConVerter．Thisintegratoravoidsthepro