摘要：针对无人机综合测试领域对复杂温度环境下模拟量信号输出的精度以及通道数量的需求,设计了一种宽温度范围下多通道高精度模拟量输出板卡。系统采用FPGA作为主控单元,使用分辨率为16位的D/A转换器AD5372,利用DS18B20温度传感器实时监测系统工作温度,进行模拟量输出的温度校准,最终实现在0~85℃条件下精准输出64路模拟量信号,输出范围在-10~10 V。为提高通用性和标准性,系统支持千兆以太网、LVDS、RS4223种数据通讯接口,并配备上位机软件实现人机交互。经实际工程验证,在0~85℃条件下输出的模拟量信号误差均在±0.5 mV以内,符合系统设计指标,为无人机测试领域产生多通道高质量的模拟量信号提供了成熟可靠的工程化解决方案。

摘要：表面肌电信号是人体表面肌肉通过收缩产生的生物电,能够反应人体肌肉的活动状况,在医学领域有重要的研究价值。由于表面肌电信号是微弱信号,较小的噪声就能产生较大的干扰;针对其这一弱点,本文设计了一款体积小、功耗低、抗干扰能力强的表面肌电信号采集系统。设计使用AD8232作为采集芯片,结合放大、滤波、模数转换电路,使用STM32进行数据处理,最后将数据通过低功耗蓝牙发送到上位机。测试结果表明:表面肌电信号能量主要集中在50~150 Hz,300 Hz以上明显衰减,受低频信号干扰较大。经过硬件滤波与小波降噪算法处理后,干扰得到较好抑制,尤其对低频干扰有显著衰减。系统有较强的抗干扰能力和可靠性,有着良好的市场前景。

摘要：在各类仪用总线网络通信过程中,系统往往需要在应用层上对接收的高速数据流进行实时处理。而如何对连续的数据流进行数据帧数据提取是讨论的主要问题。对此,分析了常见仪用总线的协议处理方法,并设计了一套帧提取算法,算法包含帧提取状态机、改进的Sunday帧头匹配算法以及帧内子域查找算法。然后本文采用直接发送、经由TCP网络发送两种环境对算法进行测试,实验证明本算法性能优于Netty框架下的帧长度域解码。最后,本文为了实际测试和应用算法,使用该算法对64通道,100 kS/s模拟量采集卡进行数据帧的实时提取和存储,并对采集的模拟量进行波形显示。本算法可用于仪用总线应用层的数据分隔、帧头识别、帧数据提取工作。

摘要：由于半导体工艺的限制,图像传感器列并行读出电路的系统结构很容易出现列与列之间的失配,从而导致输出图像在垂直方向亮度不均匀,表现为明暗变化的竖条纹,即FPN噪声,其严重影响了图像质量。本设计基于矩匹配法对其进行改进,提出了一种针对图像传感器的FPN噪声去除算法。首先在系统上电时,让图像传感器采集随机不同的300帧图像,然后算出所有图像的列像素均值和累计像素均值,当前列均值减累计像素均值即为该图像传感器当前列的校正值。本设计以Zynq系列ARM+FPGA异构SoC作为实现平台,OV6946作为图像传感器,使用Vivado HLS进行输入/输出接口都为AXI Stream的视频流处理算法IP的开发,并固化到Zynq的FPGA中。经过实验,本算法在Zynq7020平台、50 MHz的系统时钟下,处理OV6946摄像头输出的400×400@30 f/s视频流延时约为3.3 ms,保证了视频流输出的实时性,较好地实现了FPN噪声的去除效果,并且算法的应用具有普适性。