基于FPGA實(shí)現(xiàn)多路模擬信號(hào)自適應(yīng)采集系統(tǒng)
加入技術(shù)交流群
2 系統(tǒng)各部分功能及實(shí)現(xiàn)
2．1 信號(hào)調(diào)理電路
信號(hào)調(diào)理電路主要完成被測(cè)信號(hào)的阻抗匹配和電壓變換，設(shè)計(jì)時(shí)信號(hào)調(diào)理電路均采用差分輸入電路形式。針對(duì)不同類型的信號(hào)，通過(guò)調(diào)整電阻阻值即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的衰減、放大或者阻抗匹配，有利于電路形式的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。信號(hào)調(diào)節(jié)電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/191705.htm
整個(gè)信號(hào)調(diào)理電路采用±12 V供電，根據(jù)信號(hào)類型將全部模擬信號(hào)調(diào)理到合適的范圍內(nèi)，以便充分利用A／D的輸入動(dòng)態(tài)范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)采集。
2．2 采集電路
采集電路主要包括多路選擇器和A／D轉(zhuǎn)換器等，多路選擇器采用ADG406，通過(guò)級(jí)聯(lián)可以形成46路模擬信號(hào)通道，采用±12 V供電，保證調(diào)理后的信號(hào)不失真通過(guò)，12根地址線用來(lái)控制模擬信號(hào)的切換；A／D轉(zhuǎn)換器采用AD7892-1，其具有±10 V的輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍和12位的量化能力，信號(hào)輸入范圍設(shè)置為±10 V，控制線用來(lái)控制A／D轉(zhuǎn)換器的工作狀態(tài)，并將轉(zhuǎn)換后的12位數(shù)據(jù)全部接入FPGA中進(jìn)行處理。
2．3 時(shí)序控制
時(shí)序控制通過(guò)FPGA程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要完成多路選擇器的切換，A／D轉(zhuǎn)換器的控制和自適應(yīng)采集邏輯等功能。對(duì)于多路選擇器的切換和A／D轉(zhuǎn)換器的控制邏輯，只要注意多路選擇器的開(kāi)關(guān)穩(wěn)定時(shí)間和A／D轉(zhuǎn)換器的采樣時(shí)刻即可完成數(shù)據(jù)采集。自適應(yīng)采集就是根據(jù)已知模擬信號(hào)的類型自動(dòng)選擇A／D的轉(zhuǎn)換器輸出碼位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了便于對(duì)后文的理解，表1給出AD7892-l輸入／輸出對(duì)應(yīng)碼表和處理后的碼表。
前面信號(hào)調(diào)理電路根據(jù)模擬信號(hào)的類型把信號(hào)分別調(diào)理到0～5 V，-5～-O V，-5～+5 V，O～+10 V，-10～-0 V，-10～+10 V等范圍內(nèi)，結(jié)合表1的內(nèi)容即可實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的自適應(yīng)采集，保證信號(hào)的采集精度。數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換模塊的FPGA程序示例如下：
通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，該法是可行的。在不改變?nèi)魏斡布娐返那闆r下，通過(guò)FPGA程序可有效實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的動(dòng)態(tài)量化，確保信號(hào)的量化精度。通過(guò)數(shù)據(jù)處理軟件即可恢復(fù)原始信號(hào)，如圖3所示。
評(píng)論