项目简介
个人在研项目：用全国产化元器件搭建局部放电（Partial Discharge, PD）信号高速采集系统。 放电脉冲是纳秒到微秒级的信号，普通单片机采样率跟不上，所以由 FPGA 直接驱动高速 ADC， 把波形完整记录下来再交给上位机分析。
与之前产品化的《便携式局放测试仪》不同，这是一个全新的项目：从元器件选型开始就以 全国产化为目标，在一块国产 FPGA 开发板上验证国产器件在高带宽采集链路里的可行性。
进展实录
这个项目我按”先把整条数据通路打通，再谈真实采集”的节奏推进，每一步都留了开发记录。
让信号先在芯片里跑起来。 真实模拟前端还没到位之前，我先在 FPGA 里做了一个片内模拟源， 按 200 MS/s 吐出各类典型局放波形。这样触发、缓存、传输这些后级模块随时都有”真信号”可以验， 不用等硬件到位。
打通 USB 通道。 固件里用软 PHY 实现了 USB CDC，板卡插上电脑就枚举成虚拟串口。 中间踩了一个典型的坑：Windows 取设备描述符时不能把 EP0 卡住，否则设备永远枚举不出来。
数据链路合流。 把真实 DDR3 环形缓冲和 USB 组帧合并进同一份比特流：波形先进 DDR3 兜底， 再按帧（心跳 / 事件 / 波形）发往上位机，每一帧都带 CRC 校验。
实板联调。 修复上传数据通路后，局放波形第一次完整地出现在上位机里。之后开始一轮轮 实板采集，把心跳间隔、丢包计数、断线报告这些可靠性细节逐个补齐。
波形库与可靠性。 固件内置了 31 种典型局放波形组成的波形库，可以在四类缺陷之间轮换 播出；上位机加了板卡一键自检，链路健康状态一目了然。
AI 识别上线。 搭了独立的训练台来管理数据集、标注和模型，上位机接入在线识别与报警 引擎——先用合成波形训练的模型把整条链路跑通，后续再用实板数据持续迭代。
指纹研究。 做了波形与 PRPD 图谱的指纹量化分析：把每类缺陷的幅值—相位分布做成 “指纹”写进固件，四类缺陷轮换播出，验证了识别链路能稳定把它们区分开。
自动优化闭环。 给识别模型搭了一套自动优化回路：从实板采集池里自动选样、 训练、评估，6 轮迭代就把识别准确率从 0.807 推到了 0.925；过程中自动挖掘出的新放电 波形也直接进了固件波形库。“模型会自己变强”这件事，开始成立了。
无人值守夜跑。 给优化回路补上逐轮评分、评估手段记录和监督进程后，它开始 整夜自己跑：采集、评估、入库一个个闭环接着转，一夜连跑十余轮，单轮综合分从 68.6 爬到 72 分上下。白天人定方案，晚上机器自己变强——这就是我想要的节奏。
优化回路 v4。 又一轮升级：引入配对评估指标和可信信号状态机，让每轮迭代 只用被验证过的信号说话；再加上文献自动投喂和评分目录，回路开始”查资料—改进—验证” 一条龙。第二轮夜跑跑满 35 轮，综合分稳定在 72 分上下，单轮最好冲到 77。
昼夜连续优化。 评估机制还在继续长：纹理 LBP、幅相相关两个新指标先后 入库，都注明了文献出处。中途出过一次状况——板子闲置太久导致固件镜像过期、分数 一度大跌——回路自己定位到原因并强制重烧，几轮就恢复到 72 分上下。到今天累计 已跑一百四十多轮，这套回路越来越让人放心。
文献闭环 v5。 回路升级到第五代：把 41 篇文献批量提取成结构化目录， 直接接入评分体系——“读论文”也成了自动化的一环。累计已跑到 250 多轮，第四轮 夜跑正在进行，偶发的单轮异常下一轮就会自动纠正。它已经不只是一段代码，更像一个 会自己查资料、自己验证、自己修正的小型研究流程。
现在：高斯相位摆放。 在 FPGA 端把模拟源的相位摆放改成高斯分位式：PRPD 图谱上的离散尖峰变成平滑的正态簇，更接近真实放电的统计形态。就是这一处改动， 让综合分从 72 分的平台直接跃升到 76~78 区间，单轮最好 77.8。累计 350 轮， 夜跑还在继续——下一步看它自己还能爬多高。
接下来：二期真实采集。 画一块 4 通道扩展板，用国产高速 ADC 做真实模拟前端，数据改走 千兆以太网上送，通道数和持续采集能力都会上一个台阶。
界面一瞥
上位机与 AI 识别
上位机除了波形显示与参数配置，已接入在线 AI 识别与报警：对局放波形 / 图谱做放电类型 识别与缺陷分类，替代人工看谱判读。识别模型由独立训练台产出，当前以合成波形训练为主， 实板数据迭代进行中。
当前阶段
- 方案调研与核心器件国产化选型
- FPGA 逻辑：模拟源、触发提取、DDR3 环形缓冲、USB 组帧
- 板上 USB 通路与上位机显示闭环
- 上位机在线 AI 识别与报警引擎（基础版）
- 波形 ↔ PRPD 指纹研究与自动优化闭环（基础版）
- 无人值守夜间自动优化（首批十余轮迭代）
- 优化回路 v4：配对指标、可信信号状态机、文献自动投喂
- 评估机制扩充（纹理 LBP、幅相相关）与异常自愈
- 文献闭环 v5：41 篇文献批量提取接入评分体系
- 高斯分位相位摆放：PRPD 平滑化，综合分跃升至 76~78
- 二期：4 通道高速 ADC 采集板与千兆以太网上送