强电磁场环境下的现场数据采集系统研究

论文摘要

本文在对电磁发射过程中强电磁场干扰环境进行分析的基础上,提出了有效且可靠的电磁兼容性措施,进行了强电磁场环境下的现场数据采集系统设计。现场数据采集系统采用S3C2440作为核心处理器,采用LTC2297作为模数转换器,采用实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为软件平台。充分利用ARM9微处理器的高速处理能力,实现了双通道数据采集的同步。利用μC/OS-Ⅱ操作系统在ARM9微处理器上的移植实现了多任务运行及实时存储。就输入保护电路、信号调理电路、模数转换电路、以太网电路及触发电路进行了硬件设计,其中触发电路和以太网光纤信号传输电路采用了光纤技术,有效地提高了抗干扰的能力。对硬件系统的调试、μC/OS-Ⅱ操作系统的移植与测试、应用程序的编写和硬件驱动的实现进行了较为详细的介绍。在制作完成的采集系统上,进行了信号的采集。理论分析和实际调试证明,该系统的设计是可行的,并具有较强的抗强电磁场干扰能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 电磁兼容技术
• 1.2.2 电磁干扰下的数据采集技术
• 1.3 论文主要工作和章节安排
• 2 强电磁场环境干扰源分析及防护
• 2.1 电磁兼容性
• 2.2 电磁干扰源分析及防护技术
• 2.3 防护方案设计
• 2.4 本章小结
• 3 现场采集系统设计方案
• 3.1 现场采集系统主要功能和技术指标
• 3.2 现场采集系统总体方案设计
• 3.3 本章小结
• 4 现场采集系统硬件设计
• 4.1 输入端口保护电路设计
• 4.2 前端信号调理通道设计
• 4.2.1 阻抗匹配衰减及阻抗变换设计
• 4.2.2 高速增益选择通道设计
• 4.2.3 通道切换设计
• 4.3 数字触发通道设计
• 4.4 ADC采集模块设计
• 4.4.1 ADC主要特点
• 4.4.2 外围电路设计
• 4.4.3 接口设计
• 4.5 核心板模块介绍
• 4.5.1 核心板主要特征介绍
• 4.5.2 核心处理器S3C2440介绍
• 4.6 光纤以太网接口及SD存储模块设计
• 4.6.1 以太网接口设计
• 4.6.2 SD模块设计
• 4.7 其他辅助电路设计
• 4.7.1 电源电路设计
• 4.7.2 调试接口及复位电路设计
• 4.8 电路板抗干扰设计
• 4.9 本章小结
• 5 现场采集系统软件设计
• 5.1 μC/OS-Ⅱ操作系统的移植与测试
• 5.1.1 启动代码分析
• 5.1.2 μC/OS-Ⅱ移植文件修改
• 5.1.3 μC/OS-Ⅱ初始化和测试
• 5.2 应用程序总体设计
• 5.2.1 触发子程序设计
• 5.2.2 采集任务设计
• 5.3 软件抗干扰设计
• 5.4 本章小结
• 6 系统调试与验证
• 6.1 系统调试
• 6.2 现场调试结果及分析
• 6.3 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献