FPGA故障检测仪信号产生与检测电路设计

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毕业论文

1绪论1

1.1选题背景...1

1.2研究现状...1

1.3本文主要内容...2

2故障检测仪的总体设计3

2.1系统要求3

2.2故障检测仪组成框图..3

2.3电路设计软件简介7

3故障检测仪信号产生与检测电路的设计.10

3.1信号产生与检测电路的组成...10

3.2主处理芯片介绍.14

3.3ARM系统电路设计...15

3.4FPGA系统电路设计..27

3.5DAC电路...29

3.6IIC总线电路...31

3.7PCB设计...33

4系统测试...35

4.1测试方案...35

4.2测试过程...37

4.3测试结果...39

结论40

致谢41

参考文献...42

1 绪论 1.1 选题背景测试技术和仪器是科学研究中获取、处理和显示信息的重要手段。随着科学技术的快速发展，特别是数字技术及各种超大规模集成电路的广泛应用，电子装备尤其是军用电子设备结构越来越复杂，功能越来越完善，自动化程度也越来越高。虽然电子系统的性能得到提高，但是对测试和维修保障也带来了测试流程复杂、测试时间长、维修保障困难、维修费用高等诸多问题，这些问题严重影响了电子设备的完好性和寿命周期，因此系统的测试开销急剧增加。电子设备是由各种元器件构成的，由于制造工艺的限制、使用寿命及工作条件的影响，故障的产生式不可避免的。为了保证系统的可靠运行，故障检测必不可少。所谓故障检测就是确定待检测电路是否存在故障，若存在故障，则通过一定的手段来进行故障的定位[1]。根据电路的类型可将故障检测分为两类：模拟系统的故障检测和数字系统的故障检测。模拟系统由于自身的特点，使得其故障检测比数字系统更复杂。模拟信号量是连续的，任何一个元件的参数超过其容差时就属故障，因此模拟电路的故障状态是无限的。数字系统故障检测的基本思想是在输入端加载激励信号，在输出端得到响应，根据激励和响应的组合关系以及电路的拓扑关系确定故障点[2]。其关键是检测向量的生成，即在输入端加载什么样的激励信号，才能使电路内部的故障点反应出来。