3.5  本章小结 27

结  论 28

致  谢 29

参考文献 30

1  绪论

在通信系统中，模拟信号变得越来越少，数字信号变得越来越多，很多电子设备正在或者已经向全数字化转变。而在现代信号处理技术中，所处理的信号基本都是数字信号，所以数据采集技术在其中扮演了相当重要的角色。数据采集技术广泛应用于雷达、工业自动化控制、通信、航空航天、科研等多个领域，已经成为电子设备获取外界信号的重要手段。

1.1  研究背景和意义

数据采集，是指从传感器和其他待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析、处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统[1]。

近年来，随着电子技术的飞速发展，不管是在军用场合还是在民用场合，信号处理的各项指标越来越受到用户的关注，尤其是信号的处理速度和信号分辨率。但是这两者在很多时候是一对矛盾体，信号分辨率（即信号位数）的增加意味着信号处理速度的减慢，而信号速度的增加往往是以降低信号的有效分辨率为代价的。

在现代雷达和工业自动控制中，除了信号采集的速度和分辨率的要求逐渐提高之外，对信号采集设备的环境适应要求也越来越高，温度、湿度、振动等因素都会在很大程度上影响着数据采集卡的性能。

在数据采集和传输的过程中，不可避免的要用到总线技术。随着总线技术的发展以及用户使用要求的提高，很多总线的适用场合受到了很大的限制。在现代雷达和工业自动化控制中，由于使用要求较高，很多总线标准无法达到规定的要求。论文网

数据采集系统将需要采集的模拟信号转换为数字信号，再传送到计算机中，最后由计算机进行信号和数据的处理。我们利用PXI总线突出的数据传输性能，构建这样一个信号采集系统，实现高速度的信号采集和存储。虽然这种采集卡现在已经可以在市场上买到，但是在性能、价格、售后服务等方面还不能很好的满足用户的需求，所以我们自行研制了一种基于PXI总线的多通道高速数据采集卡[2]。

为此，我们根据课题的具体要求，以现代雷达和工业自动化控制为背景，利用PXI总线的优秀性能，设计开发了一种基于PXI总线的高速数据采集卡。

1.2  研究历史和现状

1.3  论文的结构安排

本文设计开发了一种以PXI总线为接口的高速数据采集卡，包括采集卡各个模块硬件电路的设计以及整体方案的实现。

论文的主要结构安排如下：

1、介绍了本课题的背景和意义，研究历史和现状；

2、介绍了PXI总线技术的发展和PXI总线的系统结构，传输特点以及总线具体的操作过程；然后介绍了PXI接口的实现要求以及实现的两种方法：使用FPGA实现和专用接口芯片实现；最后根据具体的设计要求，选择了使用FPGA的IP核作为PXI总线接口的控制器。

3、分析并讨论了采集卡的整体设计思路，并介绍了各个模块电路的设计方案，介绍了硬件电路。主要包括预处理模块，A/D采样模块，DDR3存储模块，电源模块，光纤接口模块，PXI总线接口模块等。

2  PXI总线及其接口的实现

2.1  引言

总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、地址和控制信号。随着科学技术的不断发展，总线技术也随之而发展，到目前为止，已经出现了多种总线技术。