基于FPGA的超声波气体流量计声信号处理的研究
| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-9页 |
| 1 绪论 | 第9-13页 |
| ·课题背景及意义 | 第9-10页 |
| ·超声波气体流量计国内外发展简介 | 第10页 |
| ·超声波气体流量计处理工作研究 | 第10-12页 |
| ·超声波气体流量计理论研究现状 | 第10-11页 |
| ·声信号处理方法比较 | 第11-12页 |
| ·本文的主要内容 | 第12-13页 |
| 2 超声波气体流量计的工作原理 | 第13-18页 |
| ·时差法超声波气体流量计的原理 | 第13-15页 |
| ·传播速度差法的超声波流量计 | 第13-15页 |
| ·利用相关法计算时差 | 第15页 |
| ·超声波气体流量计声道布置方式 | 第15-17页 |
| ·本章小结 | 第17-18页 |
| 3 声传播机理分析与影响流量测量的因素 | 第18-29页 |
| ·声线传播机理 | 第18-23页 |
| ·超声波传播模型 | 第18-20页 |
| ·模型的仿真与分析 | 第20-23页 |
| ·超声波信号处理方法对于流量测量的影响 | 第23-27页 |
| ·流速分布对于流量测量的影响 | 第23-25页 |
| ·噪声对于流量测量的影响 | 第25页 |
| ·传统声信号检测存在的误差 | 第25-27页 |
| ·本章小结 | 第27-29页 |
| 4 超声波信号产生与接收处理的系统硬件实现 | 第29-46页 |
| ·气体流量计测量系统的总体设计方案 | 第29-30页 |
| ·超声波信号发射驱动模块 | 第30-34页 |
| ·超声波传感器的选择 | 第30-31页 |
| ·超声波发射驱动电路 | 第31-33页 |
| ·超声波快速切换电路 | 第33-34页 |
| ·超声波信号接收模块 | 第34-36页 |
| ·FPGA与DSP的选型与配置 | 第36-42页 |
| ·FPGA在本系统中的作用 | 第37页 |
| ·FPGA上电配置 | 第37-40页 |
| ·DSP片外存储方案 | 第40-41页 |
| ·DSP与FPGA的通信接口 | 第41-42页 |
| ·高速数据采集模块 | 第42页 |
| ·电源模块设计 | 第42-45页 |
| ·本章小结 | 第45-46页 |
| 5 FPGA系统控制模块的软件实现 | 第46-53页 |
| ·时钟频率设置 | 第46-47页 |
| ·AD采样控制模块 | 第47-48页 |
| ·缓存模块的构建 | 第48-49页 |
| ·构建NIOS II | 第49-51页 |
| ·NIOS II工作流程 | 第51-52页 |
| ·本章小结 | 第52-53页 |
| 6 基于DSP的相关算法实现 | 第53-64页 |
| ·基于数字滤波方法的超声波信号降噪 | 第53-55页 |
| ·基于Matlab的数字滤波器设计 | 第53页 |
| ·卷积的快速算法 | 第53-54页 |
| ·DSP的数字滤波降噪实现 | 第54-55页 |
| ·基于快速相关算法的超声波到达时间测量 | 第55-60页 |
| ·普通相关算法的基本原理 | 第55-56页 |
| ·快速相关算法的基本原理 | 第56-57页 |
| ·算法实现的基本思路 | 第57-59页 |
| ·方案的时间分辨率确定 | 第59页 |
| ·AD采样延时 | 第59页 |
| ·采样时间的计算 | 第59-60页 |
| ·快速相关算法的DSP实现 | 第60-61页 |
| ·测量误差的减小 | 第61页 |
| ·DSP的工作流程 | 第61-63页 |
| ·本章小结 | 第63-64页 |
| 7 总结与展望 | 第64-66页 |
| ·总结 | 第64页 |
| ·展望 | 第64-66页 |
| 致谢 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-68页 |
