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集系统的要求,虽然dsp可以实现较高速的数据采集,但在提高其速度的同时,也增加了系统成本。现场可编程门阵列(fpga)以其时钟频率高,内部延时小,速度快,效率高,组成形式灵活等特点在高速数据采集方面有着单片机和dsp无法比拟的优势。 2 多路信号采集原理 图1示出多路高速数据采集系统的硬件结构。160路信号经过低通滤波器和输出跟随器到多通道模拟开关,并由fpga控制逻辑选通模拟开关.每次只选通一路,经a/d转换后存入存储器。 3 开关与fpga控制逻辑的连接 图2a中adg506是一个能选通16路信号的开关。系统中使用了10片adg506。通过fpga控制adg506的使能端实现开关的选通。adg506的18引脚是使能端,高电平有效。利用图2b中的enl~enl0控制可实现10片adg506的选通;利用a0~a3编码可实现信号的选通。a0~a3的值是在0000时选通s1信号,依次类推,在1111时选通s16信号。该系统的时钟是40 mhz,采样率为500 khz,每一路信号采集10个点,共采集160路。a0~a3取决于f_channel的低4位;enl~enl0取决于f
。 采集控制模块完成模拟信号的a/d采集控制、编帧、内部时序控制等功能,包括长线接口电路、控制电路、存储器接口电路、帧结构下载电路等。 采编器的主控器件采用xc2s100e型现场可编程门阵列(fpga),该器件体积小、功耗低、内部延时小,全部控制逻辑由硬件自动完成,编程配置灵活,可实现程序的并行执行,因而可大大提高系统的工作性能。该采编器的电压采集范围为0~+5 v,采集精度不低于0.1%.由于fpga本身不具备a/d转换模块,因此各通道的模拟信号分别经信号调理电路后,由模拟多路开关adg506选择模拟通道,再经外部高速ad7667实现a/d转换,转换的数据在fpga内编帧后输出到存储器中。具体的每帧数据由各路模拟信号和帧标记fdb1 8540组成。采编器的电源由电源模块提供的5 v电压经tps70351调理后产生。 采编器电路框图如图2所示。 2.2存储器电路的设计 存储器主要完成数据的存储功能,存储器包括两套独立的存储电路a、b片,两者互为备份。每套存储器内包括与采编器相连的长线接口、fpga和flash存储芯片。该双备份设计能进一步提高数据回收的可靠性。
402。 1 系统设计 数据采集系统硬件原理如图1所示,由图1知dsp收到上位机发送的命令完成系统工作参数的配置,然后向fpga发送指令,fpga收到指令后一是对多路模拟开关进行选通让选通信号通过信号调理电路实现电平调整,并进行a/d转换的时序控制,二是把转换好的数据进行数据缓存,当fifo满时并产生dsp能识别的外部中断信号及标识信号,通知dsp采集数据,最后dsp对采集到的数据进行滤波处理、变换、谱分析。 2 硬件设计 2.1 通道切换电路 系统采用16通道adg506模拟开关进行各通道的切换。并具有开关速度快、泄漏小等特点。主要有a0~a3,s1~s8,d,en端口。其中a0~a3是二进制地址信号输入端,译码结果用于选择有效的输出通道;s1~s16是16路信号的输入端,在此可根据需要选择通道数。d是被选择通道的信号输出端;en是选择开关使能控制端高电平为有效。fpga通过数据帧来进行通道选择,每次只选择一路,经a/d转换后送入fifo。 图中,a0~a5表示所选择通道,其中a4,a5恒为0。d0~d1表示帧结构数据起止标识位。 2.2 信号调
粒度仪的光电探测器是用光电池做成多元环形,多元环形光电探测器接收散射光的光能量,环形光电池把光能量转换为光电流。然后经过电流电压转换器,把电流信号转换为电压信号。再经过放大电路放大,然后输入到a/d转换器,将模拟信号转换为数字信号。然后把数字信号输入到c805lf320单片机,单片机然后再传给dsp进行处理,如图3所示。 系统的硬件组成分为以下几个部分:环形光电探测器、数据选择部分、电流电压转换部分、运算放大部分、模数转换部分和中央单片机控制部分。 ①模拟多路选择器选用adg506,它精度高,为1mv,抗干扰能力强,功耗低,价格便宜; ②电流电压转换电路有起滤波作用的电容及可调电阻,有利于调整电路参数; ③滤波放大电路的二阶butterworth低通滤波器截止频率为10hz,主要滤除工频干扰; ④模数转换电路采用的芯片是tlc2551,此芯片是14位a/d,输入电压范围为:o~5v;理论采集精度可达0.3mv,受实际测试条件所限制实际测试精度可达0.8mv;a/d转换时间为10m,采集速度很高;此芯片抗干扰能力强,功耗低,性价比高; ⑤控制电路采用
我也说说,大家多指教啊我用的是ad976+adg506(多路模拟开关)测得也是mv级,也出过搂住类似的问题,我得问题是adg506的ron很小(200哦),后来加了电压跟随器在adg506前效果好了些,另外adg506和ad976配合的还可以,