广东工业大学硕士学位论文 (工学硕士) 基于FPGA的PCIE数据采集卡设计数据采集处理技术与传感器技术、信号处理技术和PC机技术共同构成检测 技术的基础，其中数据采集处理技术作为实现自动化检测的前提，在整个数字化 系统中处于尤为重要的地位。对于核磁共振这样复杂的系统设备，实现自动化测 试显得尤为必要，又因为核磁共振成像系统的特殊性，对数据的采集有特殊要求， 需要根据各种脉冲序列的不同要求设置采样点数和采样间隔，根据待采信号的不 同带宽来设置采样率，将系统成像的数据采集下来进行处理，最后重建图像和显 示。因此本文基于现有的采集技术开发专门应用于核磁共振成像的数据采集卡。 该采集卡从软件与硬件两个方面对基于FPGA的PCIE数据采集卡进行了研 究，并完成了实物设计。软件方面以FPGA为核心芯片完成数据采集卡的接口控 制以及数据处理。通过Altera的GXB IP核对数据进行捕捉，同时根据实际需要 设计了传输协议，由数据处理模块将捕捉到的数据通过CIC滤波器进行抽取滤 波，然后将信号存入DDR2 SDRAM存储芯片中。在传输接口设计上采用PCIE 总线接口的数据传输模式，并利用FPGA的IP核资源完成接口的逻辑控制。 硬件部分分为FPGA外围配置电路、DDR2接口电路、PCIE接口电路等模 块。该采集卡硬件系统由Flash对FPGA进行初始化，通过FPGA配置PCIE总 线，根据FPGA中PCIE通道引脚的要求进行布局布线。DDR2接口电路模块依 据DDR2芯片驱动和接收端的电平标准、端接方式确定DDR2与FPGA之间通 信的各信号走线。针对各个模块接口电路的特点分别进行眼图测试，分析了板卡 的通信质量，对整个原理图布局进行了设计优化。 通过测试，该数据采集卡实现了通过CPLD对FPGA进行加载，并在FPGA 内部实现了抽取滤波等高速数字信号处理，各种接IsI和控制逻辑以及通过大容量 的DDR2 SDRAM缓存各种数据处理结果正确。经系统成像，该采集卡采集下来 的数字信息可通过图像重建准确成像，为核磁共振成像系统的工程实现打下了良 好的成像基础。
上传时间： 2022-06-21
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无扫描激光雷达测距成像技术和其他测距系统相比具有可对动态物体清晰成像，功耗低，体积小，成本低廉的优点。无论在军事上，还是在民用上都有非常重要的地位，是激光需达的重点研究方向。本论文介绍了四种基于不同原理的无扫描激光雷达方案。其中基于脉冲增益调制法的无扫描激光雷达具有很强的创造性，该方案使用脉冲光源，脉冲光源发出脉冲光照射目标物体，经物体反射后由功能光接收器MCP（Micro Channel Plate）接收，对MCP施加线性增益调制，在MCP输出端形成新的光场，由CCD（Charge Couple Device）接收.CCD输出的图像经图像处理后得到二维图像信息。该方案对背景光干扰不敏感，可成像距离远，具有很大的研究价值。本文设计了一套模拟系统来验证基于脉冲调制法的无扫描激光雷达测距方案的可行性，由于光电倍增管PMr（Photoelectric electron-multiplier tube）在功能上和MCP具有最大的相似性，所以模拟系统中功能光接收器采用光电倍增管。系统由激光驱动模块、PMT驱动模块、时序控制模块、采样接收模块四个部分组成。我们利用自行研制的模拟系统进行了大量的模拟实验，经过对实验结果分析发现该模拟系统的测量距离可达到1千米，测量误差在15米以内，表明了该方案是确实可行的。论文最后对误差来源进行了分析，并对整个项目进行了总结和展望。
上传时间： 2022-06-22
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光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头，简称镜头，其功能就是光学成像。在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标聚焦在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直接影响到机器视觉系统的整体性能；合理选择并安装光学镜头，是机器视觉系统设计的重要环节.1，镜头的相关参数（1）焦距焦距是光学镜头的重要参数，通常用f来表示。焦距的大小决定着视场角的大小，焦距数值小，视场增大，所观察的范围也大，但距离远的物体分辨不很清楚：焦距数值大，视场伯小，观察范围小，只要焦距选择合适，即便距离很远的物体也可以看得清清楚楚。由于焦距和视场角是一一对应的，一个确定的焦距就意味着一个确定的视场角，所以在选择镜头焦距时，应该充分考虑是观测细节重要，还是有一个大的观测范围重要，如果要看细节，就选择长焦距镜头：如果看近距离大场面，就选择小焦距的广角镜头。
上传时间： 2022-06-22
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本文开展的主要工作如下：1，设计实现了可通过蓝牙、语音和Wi-Fi三种方式控制的智能家居电源开关控制器。设计了元器件电路、PCB线路和Android UI界面，可应用于Android手机、平板、蓝牙程式实施进程控制，改变了传统家居布线模式，可免开关布线，也可相容已有线路布局，还可与各种智能家庭系统实现无缝连接。借助热成像实验测试了环境温度对该控制器的影响，并对控制器的性能做了全面的分析和研究。2基于稳定性、安全性、易于扩展及便于施工的原则，规划了整个智能家居终端控制系统的通信协议和组网方式，选用支持OpenWrt系统的哦耶路由器改装成中控智能家庭网关。以CO传感器监控报警为例，实验验证了整个系统的可行性。3本文使用蓝牙组网，相对于ZigBee功耗更低。在消费电子领域，蓝牙具有更多优势，也得到了越来越多的青睐。随着蓝牙自组网技术（BLE Mesh）的发布，进一步规范了基于IPv6数据包的交换设备间的蓝牙通信，克服了短距离通信和限制通信拓扑结构的缺陷，可免疫电磁干扰。蓝牙的另一大优势就是可直接与手机连接，必将成为近程通信发展的主要方向。注：本文第三章电源开关控制器是独立开发准备投放市场的产品，后来和蓝牙CSR厂商有合作，其提供了CSR1010蓝牙芯片及开发API，所以在架构整个智能家居终端控制系统时，整个系统内所选用的蓝牙芯片都用的是厂商提供的CSR1010芯片，组建BLE mesh网络。
上传时间： 2022-06-23
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摘要：随着CCD性能的不断提高，CCD技术在军、民用领域都得到了广泛的应用。介绍了TCDI501C线阵CCD的驱动电路设计，详细介绍了用VHDL完成的CCD图像传感器驱动时序设计和视频输出差分信号驱动电路的设计。关键词：线阵CCD；图像传感器：仪器仪表放大器；差分驱动1引言电荷耦合器件（CCD，Charge Couple Device）是20世纪60年代末期出现的新型半导体器件。目前随着CCD器件性能不断提高，在图像传感、尺寸测量及定位测控等领域的应用日益广泛，CCD应用的前端驱动电路成本价格昂贵，而且性能指标受到生产厂家技术和工艺水平的制约，给用户带来很大的不便。CCD驱动器有两种：一种是在脉冲作用下CCD器件输出模拟信号，经后端增益调整电路进行电压或功率放大再送给用户；另一种是在此基础上还包含将其模拟量按一定的输出格式进行数字化的部分，然后将数字信息传输给用户，通常的线阵CCD摄像机就指后者，外加机械扫描装置即可成像。所以根据不同应用领域和技术指标要求，选择不同型号的线阵CCD器件，设计方便灵活的驱动电路与之匹配是CCD应用中的关键技术之一。
上传时间： 2022-06-23
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摘要：为提高CCD摄像机的成像质量，同时使镜头结构紧凑、小型化，在大视场光学镜头的设计中，引入标准二次曲面和偶次非球面。根据初级像差理论，分析了非球面的位置、初始结构参数的求解规律。通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化，给出工作波长为Q~Q7m、全视场角为80，相对孔径为1：15的镜头设计实例。该镜头由7块镜片组成，包括一个标准二次曲面和两个8次方非球面；在40p/mm空间频率处的MTF值超过Q85，全视场畸变小于3%，像质优良。关键词：CCD摄像机；大视场；光学镜头；非球面引言CCD摄像设备在图像传感领域的迅速发展，成为现代光电子学和测试技术中最为引人关注的研究热点之一。在科研领域，由于CCD具有灵敏度高、噪声低、成本低、小而轻等优点，已成为研究宏观（如天体）和微观（如生物细胞）现象不可缺少的工具。在国防军事领域，CCD成像技术在微光、夜视及遥感应用中发挥着巨大的作用。总之，在各类光电成像领域中，它已逐步取代了真空摄像管的成像系统。
上传时间： 2022-06-23
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CCD 和CMOS 的区别一、CCD 和CMOS 在制造上的主要区别是CCD 是集成在半导体单晶材料上，而CMOS 是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上，工作原理没有本质的区别。CCD 只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。而且CCD 制造工艺较复杂，采用CCD 的摄像头价格都会相对比较贵。事实上经过技术改造，目前CCD 和CMOS 的实际效果的差距已经减小了不少。而且CMOS 的制造成本和功耗都要低于CCD 不少，所以很多摄像头生产厂商采用的CMOS 感光元件。成像方面：在相同像素下CCD 的成像通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保证基本准确。而CMOS 的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏弱， 曝光也都不太好， 由于自身物理特性的原因， CMOS 的成像质量和CCD还是有一定距离的。但由于低廉的价格以及高度的整合性， 因此在摄像头领域还是得到了广泛的应用。
上传时间： 2022-06-23
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机械工业是国民经济的装备部门，而标准化和计量测试是机械工业发展的基础和先决条件。在机械制造中，精密加工必须靠精密的测量手段来保证，加工精度的提供与计量技术的发展水平密切相关。测量与控制是促进科技发展的一个重要因素。CCD（Charge Coupled Device），电荷耦合器件，是70年代初发展起来的新型半导体器件，其设计思想是由美国贝尔实验室的Boyer与Smith于70年代提出]。二十多年来，CCD的研究取得了惊人的进展，特别是在传感器应用方面发展迅速，已成为现代光电子学与现代测试技术中最活跃、最富有成果的新兴领域之一。由于CCD具有自扫描、高分辨率、高灵敏度、重量轻、体积小、像素位置准确、耗电少、寿命长、可靠性好、信号处理方便、易于与计算机配合等优点，致使CCD光电尺寸测量的使用范围和特性比现有的机械式、光学式、电磁式量仪优越得多。特别值得注意的是CCD尺寸测量技术是一种非常有效的非接触检测方法，它使加工、检测和控制过程融为一体成为可能。利用CCD作为光敏感器件的激光三角法测量技术在非接触尺寸、位置测量中得到了广泛应用。它将激光束投射到被测物面所形成的漫反射光斑作为传感信号，用透镜成像原理将收集到的漫反射光汇集到CCD上形成像点，当入射光斑随被测物面移动时，成像点在CCD上作相应移动，根据象移大小和传感器的结构参数可以确定被测物面的位移量，若在物体两边同时测量就可以得到物体的厚度。
上传时间： 2022-06-23
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【摘要】阐述了模数转换器的静态参数和动态参数测试原理和方法，并且构建了模数转换器的自动测试硬件平台和软件系统.重点讨论了利用Matlab库函数进行快速傅立叶变换测试的方法，使用ADC自动测试系统对高速模数转换器SCM530101进行了测试，并给出了测试结果.【关键词】模数转换器；码密度；快速傅立叶变换过去由模拟电路实现的工作，今天越来越多地由数字电路或计算机来处理，特别是近几年来，国内的通讯和多媒体技术迅猛发展，数字产品成为目前以及未来产品的主流.作为模拟与数字之间的桥梁，ADC的应用领域越来越广，特别是在数字信号处理、雷达信号分析、医用成像设备、高速数据采集等应用方面.ADC器件不断向高速、高精度的方向飞速发展，当高精度的ADC应用于通讯、音频或视频领域时，对ADC的性能参数的分析便显得尤为重要.然而，目前的测试方法具有适应性差、只适合分析某种特定的ADC、不能分析多种动态性能参数、使用不方便等缺点
上传时间： 2022-06-24
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电磁场与微波技术专业主要从事电磁场理论、微波光波技术及其工程应用的研究，包括电磁场理论与应用、光波导理论与技术、微波毫米波技术与系统、微波毫米波集成技术、光波技术及其应用等几个主要研究方向。研究课题主要涉及电磁理论中的辐射与散射、计算电磁学、微波毫米波器件与电路、微波毫米波通信与雷达系统、超宽带（UWB）技术、新型天线技术、复杂目标的散射特性和复杂环境的传播特性、光器件与光传感技术、空间光通信与量子密钥分配技术以及与相关学科交叉的理论与技术等。适合从事微波在介质中的传输，电磁场目标识别、成像，微波波谱理论与技术研究和微波、光纤传感器，微波波谱仪、微波吸收材料的开发研制的工程人员学习。
上传时间： 2022-07-17
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