信號采集電路的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字信號處理理論和計算機的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究都需要借助數(shù)字處理方法，進(jìn)行數(shù)字處理的先決條件是將所研究的對象進(jìn)行數(shù)字化，也即數(shù)據(jù)采集與處理。高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)目前已經(jīng)在雷達(dá)、聲納、軟件無線電、瞬態(tài)信號測試等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。高速采樣的核心技術(shù)一高速緩存的實現(xiàn)有二種方式：FIF0(先進(jìn)先出)方式，義義口RAM方式，高速SRAM方式。目前國內(nèi)成熟的高速數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的采樣頻率最高為30兆赫茲左右。本課題要求信號采樣通道帶寬為

2、20兆赫茲，采樣頻率為50兆赫茲，并在電腦上進(jìn)行仿真實現(xiàn)。該功能單元一旦實現(xiàn)可廣泛用于各種要求信號采集的電路，具有較高的實用價值。 數(shù)據(jù)采集技術(shù)是以前端的模擬信號處理、數(shù)字化、數(shù)字信號處理和計算機等高科技為基礎(chǔ)而形成的一門綜合技術(shù)，是聯(lián)系模擬世界與計算機之間的橋梁．隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和普及，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也迅速得到應(yīng)用．在科學(xué)研究中，應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可獲得大量的動態(tài)信息，是研究瞬間物理過程的有力工具，也是獲取科學(xué)奧秘的重要手

3、段之一．?dāng)?shù)據(jù)采集技術(shù)是一項基本的實川性技術(shù)，它被廣泛應(yīng)用于圖像處理，振動測試，語音信號分析和瞬態(tài)信號分析等眾多領(lǐng)域。目前不同性能指標(biāo)的通用或?qū)Ｓ玫臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在各種領(lǐng)域中隨處可見。但是，由于成本或技術(shù)開發(fā)等眾多因素的影響，一般的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)其速度和通道數(shù)不能滿足一些特殊領(lǐng)域的測試要求，或者滿足這些要求的系統(tǒng)又由于成本相當(dāng)高而使得向市場推廣的難度加大。 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括三部分：信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、FPGA設(shè)計。輸入的模擬

4、信號經(jīng)過前置放大器放人后進(jìn)入采集系統(tǒng)，先經(jīng)過信號調(diào)理電路進(jìn)行信號的放人、濾波、使信號帶寬限制在需要的范圍內(nèi)，并使信號的幅度與ADC的量程相匹配；經(jīng)過以上處理后，信號被送入采樣保持器進(jìn)行采樣，然后被模/數(shù)轉(zhuǎn)換器量化：轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量暫存在FPGA內(nèi)部塊RAM沒計的FIFO中，供DSP讀取并處理量化后的數(shù)據(jù)被送入存儲器進(jìn)行存儲以供處理。A/D為系統(tǒng)的核心芯片，負(fù)責(zé)將經(jīng)過調(diào)理通道后的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。FPGA主要完成和DSP芯片之間數(shù)據(jù)的