研究或解决的问题

1.加速度信号多通道采集系统的设计原理及方法。

2.对采集的加速度信号进行信号调理、分析、存储等处理。

3.负延迟技术的实现过程。

本课题选用压阻式加速度传感器对加速度信号进行采集。压阻式高冲击加速度传感器结构和信号处理电路简单，线性度好，量程大、制作工艺简单，抗冲击能力强。因此，压阻式成为设计三轴高冲击加速度传感器的首选方式。由于固有频率高，动态响应快，体积小等特点，压阻式压力传感器适合测量枪炮膛内的压力。测量时，传感器安装在枪炮的身管上或装在药筒底部。另外，压阻式传感器也用来测试武器发射时产生的冲击波。它是测量振动和冲击的一种理想传感器。

系统要求对三轴加速度信号进行采集，每个通道的模拟信号的采样率为100k/s，所以该系统采用FPGA作为主控单元，完成数据采集、存储和传输的时序控制，主要由信号调理、数据采集存储、数据传输等部分组成如图1所示。其中信号调理包括RC高通滤波、运算放大、有源低通滤波和电压跟随器。 

本设计主要研究的是在航空航天、军事等领域对加速度信号进行采集存储的过程。如在火炮，弹体，飞行器等器件飞行过程中的加速度信号，这种信号具有速度快、高g值的特点，设计要求每个通道的采样率达到100kHz。普通的采集系统采集过程比较复杂，而且效率低，已经无法满足采集这种瞬间加速度的技术要求。所以本文使用FPGA作为主要控制单元来完成数据的采集、存储和传输的过程。传感器对加速度信号进行采集之后经信号调理电路，然后通过AD7934将调理后的信号进行A/D采样转换得到数字信号，并存入FLASH存储器中，经过USB数据传输模块将信号传到计算机进行数据结算。设计中数据存储部分采用两片FLASH芯片交替工作进行备份存储，避免了编程时间的等待即实现了高速存储，又防止了数据丢失。

主要研究内容及章节安排

本说明书所介绍的数据采集系统既可实现对三通道加速度信号的采集，还可以实现对宽范围带宽信号进行的数模转换。利用 FPGA作为本设计的控制核心，它具有较多功能特性，最明显的是硬件结构简单、响应速度快，同时还可以实现复杂的运算，本设计还有一个最大的特点就是抗干扰能力强。设计中在电路上和FPGA的程序内全部都是运用的是模块化设计，因为这样既易于复制采集路径而且对于子模块的控制也有较大的作用。

本文通过所学知识以及查阅到的参照文献的相关资料，深刻研究和学习前辈们在加速信号多通道采集系统的理论研究的基础上，论述了加速信号多通道采集系统的总体方案设计及其硬件电路的应用方法，在该系统中涉及到的关键模块设计及硬件部分电路的设计以及软件的调试方法上进行了说明，本设计的最后对系统整体功能进行了总结和分析。

具体章节内容安排如下：

第二章系统总体设计

第三章硬件设计及各个模块的具体介绍

第四章软件设计

第五章总结