具有远程高速通讯功能的电阻层析成像系统设计

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 电阻层析成像技术

1．2．1 电阻层析成像技术简介

1．2．2 ERT技术起源与发展

1．2．3 ERT技术工业应用中需要解决的问题

1．3 课题研究内容

1．4 本论文的组织

第二章 ERT原理与系统方案

2．1 ERT系统原理与结构

2．1．1 ERT系统原理与工作模式

2．1．2 典型ERT系统结构

2．2 具有远程通讯功能ERT系统方案

2．2．1 系统方案

2．2．2 系统工作过程

2．3 系统现场单元和主控单元设计方案

2．3．1 现场单元方案选择与设计

2．3．2 主控单元模块方案

2．4 系统高速远程通讯方案设计

2．4．1 光纤传输

2．4．2 串行解串器

2．4．3 系统通讯方案确定

第三章 系统结构设计

3．1 现场单元激励采集模块

3．1．1 激励信号产生单元

3．1．2 测量信号采集单元

3．1．3 激励采集模块串行采集结构实现

3．2 光纤传输电路硬件结构的实现

3．2．1 FPGA最小系统电路

3．2．2 内部数据转换与传输模块

3．2．3 光电转换模块设计

3．2．4 高速差分线对的布线规则

3．3 CPCI接口电路

第四章 系统逻辑设计与实现

4．1 系统逻辑方案的设计

4．2 外围芯片控制逻辑的实现

4．2．1 激励信号产生逻辑实现

4．2．2 A/D转换逻辑实现

4．2．3 多路选通开关逻辑实现

4．3 数字化信号处理逻辑的实现

4．3．1 FIR滤波的实现

4．3．2 正交解调方式

4．3．3 数字数据加头处理

4．4 高速传输协议逻辑的实现

4．4．1 带有AXI4-stream协议标准的Aurora协议

4．4．2 AXI4-stream AuroraIP核的定制

4．4．3 高速传输协议逻辑的实现

4．5 CPCI接口控制逻辑设计

4．6 异步缓存逻辑的实现

第五章 系统测试与验证

5．1 系统测试方案设计

5．2 通讯功能的仿真与测试

5．2．1 光纤传输测试

5．2．2 工控机远程采集功能测试

5．3 系统测试

5．3．1 系统测试平台

5．3．2 激励源恒流特性测试

5．3．3 测量偏离度和信噪比

5．3．4 系统数据采集速率

5．3．5 系统图像重建实验结果

第六章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢