基于FPGA的块茎电阻成像数据获取系统研究



基于FPGA的块茎电阻成像数据获取系统研究

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基于FPGA的块茎电阻成像数据获取系统研究

论文目录
致谢	第1-6页
摘要	第6-7页
ABSTRACT	第7-12页
1 引言	第12-20页
1.1 研究背景及意义	第12-13页
1.2 电阻成像国内外研究状况	第13-19页
1.2.1 电阻层析成像发展历程	第15页
1.2.2 国内外研究成果及现状	第15-16页
1.2.3 电学成像在工业和医学领域的应用	第16-18页
1.2.4 TERT数据获取系统与ERT技术	第18-19页
1.3 本文主要研究内容	第19-20页
2 TERT系统理论基础与微弱信号检测	第20-32页
2.1 系统整体方案	第20-21页
2.2 TERT系统理论基础	第21-27页
2.2.1 TERT系统数学模型	第22-24页
2.2.2 正问题和反问题	第24-25页
2.2.3 电极阻抗模型	第25-27页
2.3 微弱信号检测理论基础	第27-31页
2.3.1 滤波器设计理论	第28-29页
2.3.2 乘法解调原理	第29-31页
2.4 本章小结	第31-32页
3 敏感电极阵列子系统与土壤阻抗测试	第32-44页
3.1 敏感电极阵列子系统	第32-38页
3.1.1 电极设计	第33-37页
3.1.2 激励模式设计	第37-38页
3.2 土壤阻抗测试	第38-42页
3.2.1 水饱和土壤含水比例测试	第39-40页
3.2.2 水饱和土壤阻抗测试	第40-41页
3.2.3 电极对间电压测试	第41-42页
3.3 本章小结	第42-44页
4 数据获取系统硬件电路设计	第44-70页
4.1 开关阵列控制电路	第44-52页
4.1.1 开关阵列通道选择方案	第45-49页
4.1.2 开关切换控制方案	第49-50页
4.1.3 隔离与接地设计	第50-52页
4.2 信号调理电路	第52-63页
4.2.1 仪用放大电路	第52-53页
4.2.2 滤波器参数设计与选择	第53-57页
4.2.3 程控放大电路	第57-58页
4.2.4 乘法解调	第58-59页
4.2.5 电路过渡过程及理论分析	第59-63页
4.3 控制和A/D采集电路	第63-68页
4.3.1 ARM控制电路	第63-65页
4.3.2 FPGA控制电路	第65-66页
4.3.3 A/D采集电路	第66-68页
4.4 本章小结	第68-70页
5 系统软件编程与开发	第70-86页
5.1 ARM程序设计	第70-75页
5.1.1 ARM软件总体设计与逻辑控制	第70-71页
5.1.2 数字滤波实现	第71-74页
5.1.3 串口通信	第74-75页
5.2 FPGA程序设计	第75-80页
5.2.1 FPGA程序结构	第75-77页
5.2.2 中控模块	第77-78页
5.2.3 输出计数器与输出控制模块	第78-79页
5.2.4 A/D转换控制模块	第79-80页
5.3 数据传输	第80-84页
5.3.1 数据传输协议与格式定义	第80-81页
5.3.2 CRC校验原理	第81-82页
5.3.3 CRC校验软件实现	第82-84页
5.4 本章小结	第84-86页
6 系统性能测试与成像结果验证	第86-98页
6.1 信号调理电路板性能测试	第86-89页
6.2 数据稳定性测试与分析	第89-94页
6.2.1 数据稳定性测试	第89-91页
6.2.2 重复性与时漂测试	第91-94页
6.3 成像结果验证	第94-97页
6.4 本章小结	第97-98页
7 结论	第98-100页
参考文献	第100-104页
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果	第104-108页
学位论文数据集	第108页

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