毕业论文移动版

以爆炸源在大气中的理想爆炸冲击波为例，介绍爆炸冲击波的爆炸作用过程。假设爆炸是发生在一个静止的并且均匀的大气中，并假设爆炸源是球对称的，这样爆炸波的特性就仅仅是离爆炸源中心的距离R及时间t的函数。如果再假定存在着一个理想的压力传感器，它不但不阻碍波阵面后空气的流动,而且能够给出与超压变化完全同步的测试结果，那么在某一距离R处的绝对压力的时间历程如图1.2所示。

 理想空气冲击波压力-时间曲线

图中 是冲击波压力峰值超压，是指空气冲击波到达时刻超过环境压力的压力峰值的最大值 = - ； 是测试环境压力。 到 是正压作用时间，指超压从环境压力升高到它的最大正超压峰值后再回到测试环境压力所用的时间；Q是正超压冲量， ，从 到 的压力范围，称其为负压区[4]。

1.3 FPGA的发展现状与趋势 

    冲击波超压存储测试装置中，逻辑时序控制芯片起着核心的作用，它控制了系统的信号采集与存储。在本课题中，采样频率要求达到1MHz，这样高的采样频率，靠单片机是难以胜任的，所以本文选择了FPGA作为控制核心。

FPGA的全称为现场可编程门阵列(Field Programable Gate Array),1985年Xilinx公司推出了第一片FPGA，至今FPGA已经走过了二十几年的发展时间，在这二十几年中，以FPGA为代表的数字系统现场集成技术取得了很快的发展，国际上生产现场可编程逻辑器件的著名厂商Xilinx公司和Altera公司,陆续推出了高达六七百万门的单片FPGA芯片，这标志着现场可编程器件的集成度已经提高到了一个新的水平。

FPGA之所有这么惊人的发展速度及庞大的市场吸引力，是由于以下几个原因：（1）它使电子系统更加小型化、功耗更低、可靠性更高。（2）它的开发周期短、需要的开发软件投入少、芯片价格越来越低。就是这些优点使FPGA越来越多地取代ASIC的市场，在多品种、小批量的产品需求方面,更是成为首选。

归纳起来，FPGA的主要发展趋势有以下几点：

（1）往大规模,高集成度方向发展；

（2）往速度更快和性能更高方面发展；

（3）利用IP库的,向将IP硬核嵌入到FPGA器件中和扩充优化IP软核两个方向发展；

（4）往价格更低发展；

（5）向可编程系统芯片(sopc)方向发展[5]。

1.4 本论文主要完成的工作

第1章：分析了存储测试的现状及发展，介绍了冲击波信号的特点以及FPGA的现状与发展方向。

第2章：根据装置的指标，提出了总体的装置设计方案，阐述了装置的总体结构设计。

第3章：详细介绍了该装置的硬件设计，包括传感器的选择、模拟电路模块、数字电路模块和传感器安装装置的设计。

第4章：描述了对测试装置的调试与分析，包括调理电路的仿真、测试装置的仿真和实验验证。

2 测试装置的总体方案

本装置主要用于测量爆炸超压冲击波的各测试点的峰值压力、正压作用时间等重要参数，根据测试对象的特点，我们设计了该系统装置的具体方案。

2.1 测试装置的功能要求

（1）可通过计算机及USB模块编程设置工作参数：

采样频率：1MHz

模拟信号增益：1倍、10倍可选

触发方式：内触发

内触发电平：可任意设置

2.2 测试装置的性能要求

（1）量程范围：由前端连接的冲击波传感器决定；

（2）系统带宽：0-100kHz(±3dB);

（3）系统记录时间：200ms;

（4）采样频率：1MS/s;

（5）转换分辨率：14bit; (责任编辑：qin)