多通道信号采集电路的设计.pdfVIP

学兔兔 第l期(总第176期) 机 械 工程 与 自动 化 NO．1 2013年2月 MECHANICAL ENGINEERING 8L AUT()MATI()N Feb． 文章编号：1672—6413(2013)01—0200—03 多通道信号采集电路的设计 兰建功，赵艳利 (山西煤炭职业技术学院，山西 太原 030051) 摘要：结合信号采集技术的广泛应用，介绍了基于FI GA的多通道信号采集电路的设计方法。给出了硬件 原理框图，并针对传统设计方案出现的问题提出新的设计方法；介绍了该系统存储器的擦除、写入控制逻辑 的设计。通过实践证明此系统采集存储效果良好，值得推广。 关键词：数据采集；FPGA；Flash Memory；设计；多通道 中图分类号：TN409：TP271． 8l 文献标识码：B 0 引言 此电压跟随器具有将后级模拟开关切换干扰切断，防 实际测试中，被测信号的变化多种多样，有的变化 止其反弹到信号源的作用。在实际设计中，对信号源 慢，有的变化快，而且需要多通道同时进行采集，若是 端【，，。点输入直流电压2．6 V，测得【，，。和U。。点的波形 在每个通道都设置一套模拟传输和模数转换器，既不 对比如图2所示。从图2中可以看出，信号源端u 。点 经济也不必要，特别是在有限的体积内有时甚至是不 波形光滑，而模拟开关输入端U∞点的波形干扰明显， 可能的，因此用最简单的硬件电路完成多路信号的采 从而验证了运放的隔离作用。 集是设计中的一个重点。本文针对多通道切换电路进 行设计，并针对实际设计中出现的问题进行研究。 1 系统总体设计 整个系统以FPGA为核心控制器来组织工作，它 控制着整个系统的数据采集通道切换，以及控制 AD 转换器对模拟数据进行转换并实现对存储器的控 制。_1 系统总体框图如图1所示。 图 2 经运放隔离前、后波形 复位电路 运放跟随 晶振 1．2 多通道切换电路 多 74 路 垂丝矍堕卜选 16位 实际设计过程中，为了降低成本和减小体积，通常 接 信 l 分压 A／D Flash 插 号 模 跟随 转换 储樱 件 输 共74组 拟 使用公共的采样／保持器、放大器及AD转换器，所以 入 开 通道 接 关 选择 需要使用模拟开关轮流把各路被测信号分时地与这些 口 运放跟随卜 驱动 公用器件接通，即通过对 FPGA编写时序，控制模拟 图1 系统总体框图 开关切换通道，把各信号按固定的帧格式顺序排列起 1．1 电压跟随电路 来，然后再顺序进行AD转换。模拟多路电子开关 如图l所示，在实际设计中将输入的模拟信号首 (Multiplexers，简称模