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小型化引信试验数据高速采集记录仪研制

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 引信试验数据记录方法国内外研究历史与现状

1.3 本文研究的现实意义

1.4 本论文研究的目的和主要内容

第二章 激光引信试验数据采集记录需求分析

2.1 激光引信工作原理

2.2 引信交会仿真试验

2.3 激光引信交会试验数据采集记录需求

2.4 本章小结

第三章 记录仪硬件电路设计

3.1 FPGA电路设计

3.2 时钟电路设计

3.3 高速采样电路设计

3.4 数字接口电路

3.5 高速存储电路

3.6 电源电路设计

3.7 其他电路

3.8 PCB设计

3.9 本章小结

第四章 记录仪FPGA逻辑设计

4.1顶层模块(HSS)

4.2 时钟产生模块(CLK_GEN)

4.3自适应去歪斜模块(SELF_DESKEW)

4.4 采样模块

4.5 外设模块

4.6 FLASH模块

4.7 采集数据整理模块(DATA_ALIGN)

4.8 系统状态控制模块(STATE_CTRL)

4.9 USB读写模块(USB_RW)

4.10菜单选择模块(MENU_SELECT)

4.11 本章小结

第五章 记录仪软件设计

5.1 单片机软件设计

5.2 上位机软件设计

5.3 本章小结

第六章 记录仪工程实现及试验验证

6.1 结构设计

6.2 试验验证情况

6.3 研制过程中出现的重大技术问题及解决情况

6.4 本章小结

第七章 全文总结及展望

7.1 全文总结

7.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果

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摘要

在引信产品的研制过程中,需要进行大量的试验验证产品性能,并为后续设计提供参考,所以如何有效的对试验数据进行采集和记录是一项重要课题。目前在试验中一般是采用专用数据记录仪器对信号进行采集,此种仪器功能全面,但也存在着以下不足:首先,采样频率不够高,一般采样周期为μs级,但引信的回波信号及信号处理时产生的一些信号宽度为ns级,无法直接进行采集。其次,体积较大,不便于携带和使用。第三,记录仪将所有待测信号都作为模拟量进行A/D采集和存储,但实际上有许多信号都是数字信号,以模拟量进行采集记录会增加数据量,且不便于后续处理。 为弥补以上不足,丰富试验数据的采集记录手段,拟研制一种小型化引信试验数据高速采集记录仪,在引信交会试验中,准确记录测试数据。试验完成后,可配合上位机软件将存储的数据通过USB端口读入上位机中,以便进行数据分析和处理。 主要设计工作包括电路设计、FPGA逻辑设计、单片机软件设计、上位机软件设计和结构设计。 体积小、使用方便,不仅适用于引信试验数据的高速采集和记录,也可用于其他需要高速数据记录的场合。与目前常见的专用数据采集设备或数据采集卡相比较,本项目研制的“小型化引信试验数据高速采集记录仪”有以下创新点: 记录仪有双工作模式,对于模拟信号和数字信号可分别以主、被动两种方式进行采集和记录。在主动工作模式下,记录仪以自身采样时钟频率对输入信号进行高速A/D采样,此模式主要针对高速模拟信号;在被动工作模式下,引信需提供同步时钟,记录仪以同步时钟作为采样时钟,对输入信号进行记录,此模式主要针对数字信号。两种工作模式的采样数据可直接存入大容量NAND FLASH存储阵列中。记录仪具有较高的采样速率,最高可达到200MSPS。体积小,尺寸仅为194×150×40(cm),便于与引信产品一起进行试验。独立配备了液晶显示模块和键盘,可以应用于脱机环境。

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