基于PXI总线的并行数据采集模块研制

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1、硕士学位论文基于PXI总线的并行数据采集模块研制DEVELOPMENTOFPARALLELDATAACQUISITONMODULEBASEDONPXIBUS李磊哈尔滨工业大学2016年12月国内图书分类号：V556学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文基于PXI总线的并行数据采集模块研制硕士研究生：李磊导师：彭宇教授申请学位级别：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：2016年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V55

2、6U.D.C.:621.3ThesisfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFPARALLELDATAACQUISITONMODULEBASEDONPXIBUSCandidate：LiLeiSupervisor：Prof.PengYuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentationEngineeringAffiliation：DepartmentofAutomaticT

3、estandControlDateofDefence：December,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要基于PXI总线标准的仪器模块具有高性价比、小型化和易维护等优势，并行数据采集模块是PXI仪器中的重要组成部分，在测试测量领域得到了广泛的应用，并且朝着高分辨率、高采样率方向持续发展。为满足某型号装备的测试要求，本课题设计和研制了一款PXI总线并行数据采集模块，以保障测试设备的综合性能

4、。本文首先详细分析了并行数据采集模块的特点及装备实际的测试需求，在此基础上确定了基于PXI总线数据采集模块的总体设计方案，该模块具备标准PXI总线接口、SDRAM大容量数据缓存及8通道模拟电压信号同步测量功能，且8通道采用通道隔离的方式保证测试过程的安全性要求。然后设计了30V电压采集范围的信号调理电路，并采用AD7612作为单通道的ADC，实现了16bits的分辨率以及250kSa/s的采样率，同时采用磁耦隔离的方式实现了各采集通道的隔离需求。之后研究了基于Avalon总线的PCICompilerIP核

5、实现了PXI总线接口，并完成了SDRAM数据缓存与ADC数据采集控制固件的开发。进而在LabWindows/CVI软件平台下开发了并行数据采集模块的控制软件，实现了数据采集模块的采样率配置、采样数据处理与存储、波形显示等功能，同时运用NIVISA开发了Windows系统下的PXI模块驱动程序。最后，设计了并行数据采集模块的具体调试与验证方案，完成了模块的功能调试，采用基于最小二乘法的误差校正模型对采集误差进行校正，并对模块进行了数据采集验证。调试与验证结果表明，本文研制的基于PXI总线的并行数据采集模块完全

6、满足装备所需的各项功能和技术指标要求，且具备良好的通用性，可应用于实际装备测试中模拟量电压信号的测试测量。关键词：PXI总线；并行数据采集；ADC；隔离-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofPXIinstruments,modularinstrumentsbasedonPXIstandardshowgreatadvantagesofhighcostperformance,smallvolumeandeasymaintanceetc.Parall

7、eldataacquisitionmoduleisacrucialpartofPXIinstrumentsandhasbeenwidelyusedinthefieldofmeasurement.Paralleldataacquisitionmodulesaredesignedtowardshigherresulotionandhighersamplingrate.Tomeetthetestrequirements,thispaperdesignedandmanufacturedaparalleldataac

8、quisitionmodulebasedonPXItoensuretheperformanceandrealbilityoftheequipments.Thispaperisorganizedasfollows:firstly,thefeatureofparalleldataacquisitionmoduleandtherequirementsinequipmenttestareanalyzedindetails