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基于FPGA實現(xiàn)多路模擬信號自適應采集系統(tǒng)

作者: 時間:2010-05-31 來源:網(wǎng)絡 收藏


2 系統(tǒng)各部分功能及實現(xiàn)
2.1 信號調理電路

信號調理電路主要完成被測信號的阻抗匹配和電壓變換,設計時信號調理電路均采用差分輸入電路形式。針對不同類型的信號,通過調整電阻阻值即可實現(xiàn)信號的衰減、放大或者阻抗匹配,有利于電路形式的模塊化和標準化。信號調節(jié)電路如圖2所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/191705.htm


整個信號調理電路采用±12 V供電,根據(jù)信號類型將全部調理到合適的范圍內,以便充分利用A/D的輸入動態(tài)范圍來實現(xiàn)自適應采集。
2.2 采集電路
采集電路主要包括選擇器和A/D轉換器等,選擇器采用ADG406,通過級聯(lián)可以形成46路通道,采用±12 V供電,保證調理后的信號不失真通過,12根地址線用來控制的切換;A/D轉換器采用AD7892-1,其具有±10 V的輸入電壓動態(tài)范圍和12位的量化能力,信號輸入范圍設置為±10 V,控制線用來控制A/D轉換器的工作狀態(tài),并將轉換后的12位數(shù)據(jù)全部接入中進行處理。
2.3 時序控制
時序控制通過程序來實現(xiàn),主要完成選擇器的切換,A/D轉換器的控制和自適應采集邏輯等功能。對于多路選擇器的切換和A/D轉換器的控制邏輯,只要注意多路選擇器的開關穩(wěn)定時間和A/D轉換器的采樣時刻即可完成數(shù)據(jù)采集。自適應采集就是根據(jù)已知模擬信號的類型自動選擇A/D的轉換器輸出碼位來實現(xiàn)的。為了便于對后文的理解,表1給出AD7892-l輸入/輸出對應碼表和處理后的碼表。


前面信號調理電路根據(jù)模擬信號的類型把信號分別調理到0~5 V,-5~-O V,-5~+5 V,O~+10 V,-10~-0 V,-10~+10 V等范圍內,結合表1的內容即可實現(xiàn)對模擬信號的自適應采集,保證信號的采集精度。數(shù)據(jù)自動轉換模塊的程序示例如下:


通過測試驗證,該法是可行的。在不改變任何硬件電路的情況下,通過FPGA程序可有效實現(xiàn)模擬信號的動態(tài)量化,確保信號的量化精度。通過數(shù)據(jù)處理軟件即可恢復原始信號,如圖3所示。



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