瞬變光輻射采集系統(tǒng)設(shè)計
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2．2 采樣存儲電路
由于目標(biāo)信號動態(tài)范圍很大(約為80 dB)，因此需要選擇寬動態(tài)范圍的ADC來實現(xiàn)對信號的采集。采用14 b ADC采樣幅度變化達(dá)4個數(shù)量級的動態(tài)范圍的信號，能滿足系統(tǒng)所要求的高探測靈敏度要求。但是由于A／D轉(zhuǎn)換器件都存在精度誤差，用高精度的A／D轉(zhuǎn)換元器件當(dāng)作低精度的A／D轉(zhuǎn)換元器件使用可以減小精度誤差。本設(shè)計采用ADI公司的16 bAD976A。AD976A低功耗16 b逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速度為200 KSPS，可選用內(nèi)部或是外部的2．5 V參考電源。AD976允許16 b一次并行輸出，又可以以兩個8 b的形式輸出。設(shè)計中為節(jié)省管腳采用雙8 b輸出。
為了保證在不同時鐘域間準(zhǔn)確地傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)緩存采用異步FIFO。異步FIFO具有高速、可靠性好等特點，能夠避免不同時鐘間由于相位差異造成數(shù)據(jù)的誤采樣。設(shè)計中采用的IDT7204是IDT72XX系列中的4 096×9 b的CMOS雙口存儲緩存芯片。內(nèi)部讀、寫指針在先進(jìn)先出的基礎(chǔ)上進(jìn)行讀寫，其寫時鐘W和讀時鐘R由外部提供；滿標(biāo)志()和空標(biāo)志()控制數(shù)據(jù)的溢出和空讀，仿真存儲器滿時寫入數(shù)據(jù)，能方便地進(jìn)行任意字深和字長的擴展。
3 FPGA控制邏輯設(shè)計
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以FPGA為核心完成自適應(yīng)閾值設(shè)定，工作模式切換、變頻采樣存儲以及按照接口協(xié)議下傳數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采樣和存儲控制流程如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/194600.htm
3．1 自適應(yīng)閾值設(shè)定
自適應(yīng)閾值的設(shè)定是根據(jù)當(dāng)前背景噪聲的大小進(jìn)行現(xiàn)有閾值進(jìn)行更新。系統(tǒng)默認(rèn)的工作狀態(tài)是背景檢測模式，當(dāng)采集到系統(tǒng)所要求的數(shù)據(jù)個數(shù)后，將這些數(shù)據(jù)求其有效值后乘以一個加權(quán)系數(shù)(一般情況下是5～10)作為當(dāng)前的閾值。系統(tǒng)每隔一段時間給FPGA重新賦閾值。當(dāng)所采集的數(shù)據(jù)的幅值連續(xù)超過當(dāng)前閾值設(shè)定的次數(shù)時，此時系統(tǒng)判定當(dāng)前的背景信號發(fā)生，F(xiàn)PGA控制切換相關(guān)的電路，啟動相關(guān)的電路工作。這樣做的目的是防止高能粒子撞擊光學(xué)鏡頭或是光罩，瞬間產(chǎn)生超過當(dāng)前閾值的能量造成誤觸發(fā)。
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