水声换能器电声特性测试系统的研发
这是一篇关于水声换能器,比较法和互易法,指向性测量,LabWindows/CVI,示波器的论文, 主要内容为随着人类社会物质文明的发展,陆地资源短缺问题日益突出,因此海洋资源的开发显得尤为重要,声纳是目前应用于海洋探测的重要设备,对其核心部件水声换能器的校准是实现高质量声纳探测的前提和保证。本课题基于换能器校准理论及技术,着眼于对1kHz至500kHz频率范围水声换能器的电声特性自动测试系统进行研发。课题在消声水池的测试环境下,以互易法和比较法为理论基础研发水声换能器的电声特性参数自动化测试系统。主要内容包括:首先设计了硬件测试平台,该平台可实现用回转装置将发射换能器吊放到水池中特定位置,通过所规划的功率放大器将信号发生器产生的信号进行放大,驱动发射换能器发送测试声信号,再由水听器在水下接收声信号并将其转换为数字信号,经滤波放大器处理后由采集显示装置采集分析;其次基于LabWindows/CVI平台,开发了测试管理软件,以实现系统的程控操作以及数据分析处理;软件还包括用比较法测量接收灵敏度和发送电压响应,用互易法自动测量接收灵敏度以及用单频点和多频点测量指向性等三个模块,最终可高效完成对以上三个典型特性的测试与分析;最后,规划了灵敏度分析、发送电压响应、单频点和多频点等一系列实验研究项目,实验研究表明:在测量接收灵敏度时,互易法和比较法两种方法得出的结果误差均不超过2dB;在测量发送电压响应时,利用比较法得出的结果误差不超过2dB,并对示波器不同工作模式和电压模式、测量区域是否合适以及重复性测量等四种不同条件下对测量结果进行对比分析;测量指向性时,单频点和多频点在同一频率下测量得到的指向性图形状基本一致。本课题所研发的测试系统能够准确测量出被测换能器的典型特征参数,并且保证与标准参考数据误差在要求范围内高效地对水声换能器电声特性参数进行自动化测试。该设备还具有安全、可靠、易于维护、人机交互性能好等优点。
基于B/S架构的宽带示波器波形采集及显示软件设计
这是一篇关于B/S架构,示波器,浏览器,服务器,示波器硬件采集的论文, 主要内容为为了适应日益严格的示波器使用场景和示波器种类多元化需求,本论文提出了基于B/S(浏览器/服务器)架构的宽带示波器波形采集及显示软件设计研究课题。本课题使B/S架构技术和示波器测量技术相关联。利用示波器硬件实现数据采集,利用B/S技术实现示波器的数据处理和显示。这样可以做到数据的采集、数据的处理和波形的显示三部分物理分开,扩展示波器的使用场景。本设计的主要工作是在B/S架构软件的设计和实现中。示波器硬件平台基于4GHz带宽,20GSa/s采样率的数字存储示波器开发设计[1]。在软件结构上采用了三层架构模型,即UI层、业务逻辑层和硬件控制层。具体内容如下:1、UI层。它的主要任务是设计前端页面和完成前端与服务端数据交互。最终做到不仅有一个简洁易用的操作界面,而且在界面背后有一套健全的数据传输和交互逻辑。2、业务逻辑层。它是示波器的核心,起着承上启下的作用。上面承接整个UI层,下面连接整个硬件控制层。业务逻辑层的主要任务是对UI层发送过来的控制参数进行存储、分析,将需要向下传递的参数转化为相应的示波器具体业务参数传递给硬件控制层。同时业务逻辑层需要接收来自硬件控制层发送过来的示波器波形采集数据、相关状态信息和硬件处理结果。对初步处理后的波形数据,一方面进行数据的抽取、压缩等操作使之能够满足控制参数的显示要求,另一方面根据UI层参数的要求,计算出诸如最大值、最小值、幅度、周期等参数值,将处理完成的波形数据和计算数据打包后发送到UI层解析显示。3、硬件控制层。它的任务分两部分:一是把业务逻辑层发送过来的具体示波器业务参数转换为相应的寄存器写操作指令组,然后利用寄存器接口函数按照对应的寄存器操作时序把需要操作的参数发送给示波器硬件。二是通过寄存器接口函数从示波器硬件接收采集状态和部分处理结果,通过DMA方式接收采集完成的原始数据,然后把原始数据进行初步的加工整理后发送到业务逻辑层做后续的处理工作。最后对本设计进行了可靠性、性能和功能三方面的测试。每一项测试都具体包括了测试预期、测试方法以及最后的测试结果。
水声换能器电声特性测试系统的研发
这是一篇关于水声换能器,比较法和互易法,指向性测量,LabWindows/CVI,示波器的论文, 主要内容为随着人类社会物质文明的发展,陆地资源短缺问题日益突出,因此海洋资源的开发显得尤为重要,声纳是目前应用于海洋探测的重要设备,对其核心部件水声换能器的校准是实现高质量声纳探测的前提和保证。本课题基于换能器校准理论及技术,着眼于对1kHz至500kHz频率范围水声换能器的电声特性自动测试系统进行研发。课题在消声水池的测试环境下,以互易法和比较法为理论基础研发水声换能器的电声特性参数自动化测试系统。主要内容包括:首先设计了硬件测试平台,该平台可实现用回转装置将发射换能器吊放到水池中特定位置,通过所规划的功率放大器将信号发生器产生的信号进行放大,驱动发射换能器发送测试声信号,再由水听器在水下接收声信号并将其转换为数字信号,经滤波放大器处理后由采集显示装置采集分析;其次基于LabWindows/CVI平台,开发了测试管理软件,以实现系统的程控操作以及数据分析处理;软件还包括用比较法测量接收灵敏度和发送电压响应,用互易法自动测量接收灵敏度以及用单频点和多频点测量指向性等三个模块,最终可高效完成对以上三个典型特性的测试与分析;最后,规划了灵敏度分析、发送电压响应、单频点和多频点等一系列实验研究项目,实验研究表明:在测量接收灵敏度时,互易法和比较法两种方法得出的结果误差均不超过2dB;在测量发送电压响应时,利用比较法得出的结果误差不超过2dB,并对示波器不同工作模式和电压模式、测量区域是否合适以及重复性测量等四种不同条件下对测量结果进行对比分析;测量指向性时,单频点和多频点在同一频率下测量得到的指向性图形状基本一致。本课题所研发的测试系统能够准确测量出被测换能器的典型特征参数,并且保证与标准参考数据误差在要求范围内高效地对水声换能器电声特性参数进行自动化测试。该设备还具有安全、可靠、易于维护、人机交互性能好等优点。
基于B/S架构的宽带示波器波形采集及显示软件设计
这是一篇关于B/S架构,示波器,浏览器,服务器,示波器硬件采集的论文, 主要内容为为了适应日益严格的示波器使用场景和示波器种类多元化需求,本论文提出了基于B/S(浏览器/服务器)架构的宽带示波器波形采集及显示软件设计研究课题。本课题使B/S架构技术和示波器测量技术相关联。利用示波器硬件实现数据采集,利用B/S技术实现示波器的数据处理和显示。这样可以做到数据的采集、数据的处理和波形的显示三部分物理分开,扩展示波器的使用场景。本设计的主要工作是在B/S架构软件的设计和实现中。示波器硬件平台基于4GHz带宽,20GSa/s采样率的数字存储示波器开发设计[1]。在软件结构上采用了三层架构模型,即UI层、业务逻辑层和硬件控制层。具体内容如下:1、UI层。它的主要任务是设计前端页面和完成前端与服务端数据交互。最终做到不仅有一个简洁易用的操作界面,而且在界面背后有一套健全的数据传输和交互逻辑。2、业务逻辑层。它是示波器的核心,起着承上启下的作用。上面承接整个UI层,下面连接整个硬件控制层。业务逻辑层的主要任务是对UI层发送过来的控制参数进行存储、分析,将需要向下传递的参数转化为相应的示波器具体业务参数传递给硬件控制层。同时业务逻辑层需要接收来自硬件控制层发送过来的示波器波形采集数据、相关状态信息和硬件处理结果。对初步处理后的波形数据,一方面进行数据的抽取、压缩等操作使之能够满足控制参数的显示要求,另一方面根据UI层参数的要求,计算出诸如最大值、最小值、幅度、周期等参数值,将处理完成的波形数据和计算数据打包后发送到UI层解析显示。3、硬件控制层。它的任务分两部分:一是把业务逻辑层发送过来的具体示波器业务参数转换为相应的寄存器写操作指令组,然后利用寄存器接口函数按照对应的寄存器操作时序把需要操作的参数发送给示波器硬件。二是通过寄存器接口函数从示波器硬件接收采集状态和部分处理结果,通过DMA方式接收采集完成的原始数据,然后把原始数据进行初步的加工整理后发送到业务逻辑层做后续的处理工作。最后对本设计进行了可靠性、性能和功能三方面的测试。每一项测试都具体包括了测试预期、测试方法以及最后的测试结果。
示波器跨平台应用程序设计
这是一篇关于跨平台,示波器,波形搜索,一致性测试的论文, 主要内容为示波器是电子测量领域最常用的电子仪器,大多数示波器软件仅基于Windows平台开发,不可跨操作系统运行,操作系统依赖十分严重。尤其近几年来,国外对我国采取的一系列技术封锁政策使得示波器核心技术知识产权自主化需求愈发迫切,所以本课题提出示波器跨平台应用程序设计研究。本课题基于Qt和ASP.NET Core平台开发应用程序,支持在Windows,Linux和mac OS系统中运行,在此基础上实现了波形显示、波形搜索以及以太网一致性测试功能的软件设计。具体内容如下:1.波形显示模块:在保证人机交互流畅性的前提下,基于Qt实现了示波器人机交互界面设计,包括菜单设计、自定义组件设计、波形显示窗口设计以及功能面板设计;在此基础上通过Qt绘图工具QCustom Plot绘制了波形数据,实现了波形多种显示方式,包括点显示、矢量显示和余辉显示;针对波形显示的细节,实现了扩展窗口功能,方便用户观察波形数据。2.波形搜索模块:设计了波形基础点位查找方法,基于该方法提出了基于边沿序列和脉宽序列搜索算法,并结合不同搜索类型的特点,共实现6种特征类型搜索;为了帮助用户在同一时刻搜索多种特征事件点,利用多线程构建了波形多事件动态搜索功能,将不同事件的搜索结果以不同颜色进行标记,在波形显示窗口顶部进行查看;同时可以使用搜索设置到触发功能,快速实现触发参数的设置。3.以太网一致性测试模块:结合以太网相关原理设计了以太网一致性测试软件方案,根据100BASE-TX和1000BASE-T以太网物理层接口输出的信号特征和以太网测试标准设计了一致性测试模块,在该模块中实现了100BASE-TX和1000BASE-T信号参数测量、1000BASE-T信号模板构建与匹配以及测试发包的控制方法。最后,结合以上三个模块对该应用程序进行跨平台运行测试,通过对比预期的功能效果,各模块均能稳定运行并正确工作,验证了软件算法的准确性与可行性。
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