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        基于光纖通信的分布式高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        作者: 時(shí)間:2011-03-29 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        光纖模塊可與FPGA中的RoeketIO直接連接以實(shí)現(xiàn)通信。圖4是FPGA內(nèi)光纖收發(fā)模塊的幀結(jié)構(gòu)示意圖,而其光纖收發(fā)時(shí)序如圖5所示。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/156521.htm

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        2.3 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理
        的后端,實(shí)時(shí)解算卡上FPGA內(nèi)的數(shù)十個(gè)DSP核可對(duì)光纖通道接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行并行解算,以得到部分波形參數(shù),然后由上位機(jī)
        軟件據(jù)此進(jìn)行二次計(jì)算,便可得到所有波形參數(shù)。此外,在實(shí)時(shí)解算卡上還有大容量的DDRSDRAM,可以使每根光纖上傳來(lái)的數(shù)據(jù)緩存數(shù)十秒鐘,也就是說(shuō):上位機(jī)軟件可以捕捉寬達(dá)數(shù)十秒鐘的數(shù)據(jù)回放,亦可實(shí)時(shí)顯示某張卡的原始波形。

        3 采樣精度測(cè)試
        測(cè)試信號(hào)源可使用Agilent公司的33250A型信號(hào)發(fā)生器,該型號(hào)在DC~20 kHz頻率范圍內(nèi)所產(chǎn)生的波形總諧波失真度為0.04%(即萬(wàn)分之四)。信號(hào)源輸出與測(cè)試電路之間可用50歐阻抗的同軸電纜相連接。
        測(cè)試方法采用曲線(xiàn)擬合法,即由軟件時(shí)域的原始數(shù)據(jù),并用最小二乘法擬合出理想(無(wú)諧波失真)波形,再由理想波形與采樣原始數(shù)據(jù)做差后放大100倍生成一條新的曲線(xiàn),然后計(jì)算該曲線(xiàn)幅度與原始波形幅度的相對(duì)大小,即可準(zhǔn)確反映采樣誤差的大小。

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        圖6所示是上位機(jī)軟件采用曲線(xiàn)擬合方式驗(yàn)證本采集采樣精度的測(cè)試圖。圖中的兩條正弦曲線(xiàn)分別為原始采樣信號(hào)和擬合曲線(xiàn)(由于誤差甚小,兩條曲線(xiàn)幾乎完全重合在一起),而圖6中間位置的曲線(xiàn)是原始樣點(diǎn)與擬合樣點(diǎn)之差再乘以100后形成的誤差曲線(xiàn)。從圖6可以看出,其誤差曲線(xiàn)的峰值大小不超過(guò)0.4格,信號(hào)峰值幅度為6格,因此,其采樣誤差為:
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        即大約萬(wàn)分之七,可以滿(mǎn)足千分之一以下的采樣精度要求。

        4 結(jié)束語(yǔ)
        本文介紹了一種(16-bit)、(4MSPS/每通道),并采用多通道與實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的方法,同時(shí)并經(jīng)過(guò)最小二乘曲線(xiàn)擬合法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果證明,本系統(tǒng)的采樣精度可以達(dá)到千分之一以下。


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