基于FPGA的多通道串口数据采集与传输设计

针对多通道串口数据的采集与传输现实需要,提出了一种基于FPGA的多通道串口数据采集方案。通过对多路串口数据的同时采集、缓冲及打包的数据流处理思想,采用FPAG+多串口+USB的硬件框架及总线不同速率的传输算法,实现了多路串口数据的采集与传输。为了验证设计的有效性,设计了6路串口同时传输的试验方案,最终通过试验满足预期要求,达到多路串口同时采集及传输的目的。     

便携式多通道数据采集系统设计

在EAST全超导托卡马克核聚变放电实验中,某些信号需要低功耗、便捷的进行独立同步采集与分析;而现有的大型采集系统并不能满足此需求,所以需要设计一套低功耗的、便携式的多通道数据采集系统来保障EAST实验的顺利进行。系统具有界面友好、性能稳定等诸多优点。在LabVIE软件编程环境中,系统能够实现对多达32路信号的同步采集、实时显示、数据存储、数据分析以及历史数据回放等功能。经过实验测试,该系统运行稳定可靠,完全满足EAST实验的数据采集需求。     

多通道光纤法-珀解调系统分析与实验EI北大核心CSCD

利用白光干涉型光纤法一珀传感器和非扫描式相关解调原理,设计了一种基于非扫描式相关解调的多通道光纤法珀解调系统并进行了实验研究．利用柱面镜成线性光斑的特性以及2倍焦距成等大倒立像的原理,建立光纤法一珀非扫描式相关解调的光学模型,进行了光学特性分析和参量优化;设计了光学系统和硬件解调系统,制作了基于非扫描式相关解调的多通道光纤一法珀解调仪样机．同时采用巴特沃斯滤波器有效滤除了噪音,提高了仪器的解调准确度．测试实验表明：当测量范围为10～40μm,分辨率为8nm时,稳定性可达到7nm,能实现对传感器腔长的实时测量,且测量准确度高、稳定性和一致性好,能够进行多点探测,提高了复用能力．     

多通道并列数据采集系统中通道增益误差的分析

本文介绍了一种新型的超高速数据采集系统-多通道并列系统,以及多通道并列系统中通道延时误差和通道增益误差,通过分析通道增益误差对数据采集系统的影响,提出了为消除多通道并列系统中通道增益误差的理论依据.     

聚龙一号装置波形调节北大核心CSCD

在聚龙一号装置(PTS装置)上开展了系列波形调节实验,成功在负载上输出脉冲上升时间达到600ns、峰值电流大于5.0 MA的电流。聚龙一号装置在同步放电情况(短脉冲模式)下,负载电流的上升时间约90ns,峰值电流约10.0 MA。波形调节通过装置24台激光触发气体开关分时放电、脉冲输出开关短接等技术调整,实现负载上长上升时间的脉冲电流输出。波形调节根据需要实现的电流波形形状,通过全电路模拟计算,调整激光触发气体开关的触发时序和脉冲输出开关状态,在相应负载上输出接近需求的实验波形。聚龙一号装置波形调节实验研究表明,输出电流脉冲的前沿的最大值取决于24台激光触发气体开关最早触发时刻和最晚触发时刻的时间差,该时间差受制于激光触发气体开关的正常触发。激光触发气体开关能否被正常触发,除了取决于进入开关触发间隙的触发激光能量外,还取决于开关充气压力和加载于开关两端的电位差,该电位差与相关两路的渡越时间相关。通过波形调节研究,聚龙一号装置具备在不同实验负载上输出不同上升时间、不同波形形状的脉冲电流的能力。     

透明发光二极管研究进展EI北大核心CSCD

透明显示是未来显示的发展方向之一,在智能窗、可穿戴电子产品、虚拟现实技术、触摸屏等领域有着巨大的应用潜力。随着有机、量子点、钙钛矿等新型发光材料的出现,发光二极管的亮度、效率和稳定性飞速发展,然而,在此基础上实现两侧对称发光的高性能透明发光二极管仍是一项具有挑战性的工作。本文从有机、量子点、钙钛矿三种新型发光材料出发,综述了利用不同透明电极实现透明化的具体方案,概括了各类透明电极的特点、优势及不足,最后对透明显示的发展进行了展望。     

一种多通道纳秒分幅相机

相机采用棱镜分光,薄片管增强象,电选通分幅。由四个薄片管组成四个通道,每一个通道代表一个单幅相机,分幅时序由专门电控电路进行控制,接触相机记录图象,最短曝光时间3ns,动态空间分辩率5～81lp/mm,最高分幅速率2×10⁸幅/秒,动态范围50°,在爆炸、激光、放电,光谱学等方面有广泛的应用。     

一种成像式亮度计校正方法北大核心CSCD

采用图像传感器的成像式亮度计可通过短焦距成像物镜实现大视场和空间分辨的亮度测量,但仍存在图像传感器像素非线性响应,短焦物镜产生的强烈渐晕效应及图像边缘畸变等问题。因此提出了一种成像式亮度计校正方法,利用标准辐射源法进行线性校正与平场校正,以获得线性修正系数和平场校正矩阵,通过几何坐标标定法获得畸变校正矩阵。采用焦距为12 mm的物镜及200万pixel的图像传感器搭建了成像式亮度计,经校正后完成了液晶显示屏发光亮度测量,与商用分光辐射亮度计进行了对比测试,测量相对误差不超过±2%,实现了大视场高精度空间分辨亮度测量。     

一种超高速数据采集系统设计与实现

设计实现了一种超高速数据采集系统。通过在FPGA(现场可编程门阵列上)采用8个不同相位的时钟进行移相合成采集,采用一颗125MSPS采样率的ADC芯片成功实现了1GSPS采样率的高速采样。同时通过对采样数据进行累加求平均的滤波运算,有效地消除了背景噪声,提高了采样的精度。为了实现大数据量的采集,采用了DDR2作为存储器,其具有容量大,速度快,成本低的特点。FPGA采用Xilinx的Spartan6系列,内置了DDR2接口控制器,大大简化了设计。设计的高速数据采集系统在ISE软件中进行了综合,并在FPGA板上进行了实测,性能良好,实现了系统需求的各个指标。     

KT5C 托卡马克分布式高速数据采集系统

介绍了小型磁约束环装置KT5C 上利用校园高速局域网络, 低成本实现的分布式高速数据采集系统。当在不同位置的三个用户同时发送采集请求时, 该系统能在10 秒左右完成每个用户5 个通道的采样频率为5MHz采样长度为512kB 的数据采集。实现了远程多用户同时操作, 提高了大量实验数据的采集效率。     

基于PCI总线的多通道图像数据高速采集

根据立体测绘相机的数据传输要求,需要将多个图像数据源产生的异步图像数据传输和存储到计算机上,研究和实现了一种实用的完整解决方案。采用FPGA对多个图像数据进行组合,在FPGA内部进行一级缓存,将异步的图像数据源,变换成同步数据,经过独立的FIFO芯片对图像数据进行缓存,方便总线繁忙时对图像进行缓存;然后通过专用的PCI接口芯片,将图像数据传输到PCI总线上;使用DriverWorks进行驱动程序的设计,将数据存入内存中,通过应用程序显示及存储于硬盘中。     

基于VC++的S7-300PLC高速采集系统设计

由于进行疏浚实验时,泥泵扬程、真空和管道流速、浓度等关键参数的变化较快,为了更为准确的研究泥泵性能和管道输送特性,需要进一步提高泥砂输送实验平台的数据采集和存储速度。下位机S7-300PLC控制系统选择了利用逐次逼近法进行采样的高速采集模块,使其AD转换速度缩短至us级,同时采用中断定时技术,保证了传感器数据每隔50ms更新、缓存一次,并通过OPC通讯协议将采样信号传送至上位机。上位机软件采用多线程技术保证采集的连续性和可靠性,同时采用顺序存储标志位确保Excel中存储的数据顺序与实际变化完全一致,解决了存储时易造成的数据重复、跳变等问题。通过对多个传感器的长时间采集、存储实验发现,在生成的Excel报表中数据的采集次数恒定为20 次/秒,且无重复、跳变现象,满足了疏浚泥沙实验对数据采集系统的要求。     

多通道光谱采集系统滤光片设计方法研究

普通彩色相机加载宽带滤光片构造的多通道光谱采集系统的光谱重建性能与滤光片的选用密切相关。针对上述问题,提出基于主成分分析法的合成滤光片设计方法,旨在获得具有较高光谱重建性能并对所有图像场景均适用的最优滤光片组合。在收集多个宽带滤光片的基础上,测得其透射率并转换成矩阵形式;采用主成分分析方法提取该矩阵的前2个主成分,标准化处理后的主成分即为所求合成滤光片的透射率。为了验证上述方法获得的滤光片的性能,利用色差和光谱均方根误差2个指标对加载了合成滤光片的仿真采集系统的光谱重建精度进行了评价。实验结果表明:采用该方法得到的滤光片组合优于常用方法得到的滤光片组合, 用其构造的成像系统具有较高的色度重建精度和光谱重建精度,此外,改变目标场景颜色特性,其重建性能保持稳定。     

A fast microprocessor controlled data acquisition system for high resolution Mössbauer spectroscopy

We describe a microprocessor controlled data acquisition system designed for Mössbauer spectroscopy which operates in both pulse height analysis and multichannel scaling with high counting rate (> 20 MHz) and resolution (up to 8192 channels per spectrum). The apparatus makes use of two counters and of a double memory block. It is thus possible to obtain a minimum channel-advance dead-time lower than 50 nsec and a minimum dwell-time of 1 μsec. The accumulated data are transferred to a microcomputer for storage and analysis from one of the two blocks while the other continues the acquisition process. The system is totally programmable, and all the acquisition parameters can be easily selected in a wide range.     

高速数据传输控制系统的设计

介绍了一种光盘数据高速传输控制系统。该系统相对计算机独立工作,可以方便灵活地组成各种数据传输控制系统,避免了计算机主机系统的介入,大大缩小了控制系统的复杂程度,避免了总线对连接设备个数的限制。使用16倍速DVD ROM,应用PIOMode4协议,在理论上该系统可以达到16 6Mbit/s的最高猝发传输速度。系统中央处理器采用单片机系统,通过内部编程,可以适应于不同的使用场合。输出端口使用数据缓冲器,以保证数据高速连续输出。     

基于USB2.0接口传输的多通道图像采集系统设计

在多通道图像采集系统中,采用USB2.0接口完成"海量"数据的传输,其高传输速度,简便的连接及高通用性,比采用图像采集卡更加适合大数据量采集系统与计算机的通信。讨论了基于USB传输的多路图像采集系统的设计,包括USB接口的硬件设计、固件开发以及和应用程序设计。应用程序中采用多线程技术实现图像数据的实时显示和存储。     

一种低重频高码率紫外光通信方法和系统

针对低重频光源要实现高码率数据传输的问题,采用紫外激光器作为光源,研究了4-PPM调制解调算法,在FPGA上实时实现该算法,并由此构建了一套基于紫外激光器的紫外光通信系统。外场通信实验表明,在紫外激光器脉冲重复频率为20kHz的条件下,通信系统可实现码率高达40kbit/s的数据传输,误码率优于10-4。     

一种远程HPM测量数据采集系统的设计与实现

为获取某型高功率微波辐射系统辐射至空中靶目标处(数十m至数百km处)的微波脉冲参数,基于某升空平台无线数传链路,设计了一种结构简单、紧凑的远程无线高功率微波辐射场测量数据采集系统。该系统具备运行状态动态指示、测量参数远程设置以及波形数据实时显示等功能,质量小于2 kg,瞬时动态范围大于15 dB。试验结果表明：测量系统具备高重频微波脉冲参数测量能力,能实时有效捕获辐射场微波波形,运行稳定可靠,可满足百km级距离上的空中辐射场测量需求。