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适于分布式测试的数据采集系统研究与设计

翟立铭  
【摘要】: 本文重点研究水中爆炸场冲击波及二次脉动信号效能参数数据采集技术。 首先,由于冲击波信号的单次瞬态特性,为了完整采样信号波形,设计了基于卷积积分的数字滤波器,以及触发阈值自适应的数据采集触发技术。另外,为了记录测试基站的数据采集相位信息,设计了相位计数器,记录了触发时刻与同步基准信号的相位差,以便后续数据处理与重建。并利用CPLD/FPGA技术将该算法在硬件电路中得到了实现。通过这两种方式相配合,解决了分布式测试系统中采样同步性问题。 其次,由于爆炸冲击波及二次脉动信号属于不同的频率范围,根据采样定理要求,设计了变采样率的数据采集方式。利用采样延时控制计数器控制高低速数据采集过程,实现变速率采样功能。 第三,针对爆炸过程的统计学规律研究,需要连续进行多次重复性试验。由于分布式测试系统难以满足高速数据上传的要求,在此设计了一种基于SRAM存储器与大容量非易失性FLASH存储器相结合的二级存储系统。利用SRAM存储器高速读写特性实现了采样数据的高速缓存;利用FLASH存储器非易失性大容量数据存储能力实现了大量连续性试验数据存储功能。利用这种存储方式满足了数据采集系统对于存储系统的要求。 最后,利用AVR单片机与可编程逻辑器件完成了整体电路设计与调试工作,实现了数据采集流程控制、自触发双延时变采样数据采集控制电路设计,并对各个功能模块进行了验证,均符合爆炸压力场信号采样要求。


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