0 导言
现在,在PCM／FM遥测体系中模拟信号收集遍及选用8位量化,悉数模拟信号均归一化到O～5 V规模内,跟着需求收集的模拟信号的类型多样化,必然添加信号调度电路的多样性,不利于体系的简化和模块化。在量化位数必定的体系中,被衰减处理的信号中实践量化差错等于N倍(N是信号被衰减的倍数)的最小量化差错,因而合理的信号调度电路和A／D取值是保证量化精度的要害。本文供给的方法有用地处理了这个问题,既简化了前端信号调度电路的复杂度,又充分利用了A／D转化器的输入电压动态规模和量化位数优势,完结了对多路模拟信号的自适应收集,对其他信号收集体系也具有必定的学习含义。
l 体系规划
该体系首要由信号调度电路、收集电路和时序操控等几部分组成。被测模拟信号经过信号调度电路后,经多路挑选器的快速切换,按需求顺次送入A／D转化器进行采样,采样后的数据送入FPGA中处理,体系框图如图1所示。
体系规划的首要目标：模拟信号通道数为46路;体系采样率大于300 Kb／s;量化位数为8位;频率响应规模为DC～1 kHz;通道采样率为100 Hz,200 Hz,400 Hz,500 Hz,800 Hz,1 kHz,2 kHz,4 kHz可选;A／D转化器答应输入信号的最大起伏为±10 V。
2 体系各部分功能及完结
2．1 信号调度电路
信号调度电路首要完结被测信号的阻抗匹配和电压改换,规划时信号调度电路均选用差分输入电路方式。针对不同类型的信号,经过调整电阻阻值即可完结信号的衰减、扩大或许阻抗匹配,有利于电路方式的模块化和标准化。信号调度电路如图2所示。
整个信号调度电路选用±12 V供电,依据信号类型将悉数模拟信号调度到适宜的规模内,以便充分利用A／D的输入动态规模来完结自适应收集。
2．2 收集电路
收集电路首要包含多路挑选器和A／D转化器等,多路挑选器选用ADG406,经过级联能够构成46路模拟信号通道,选用±12 V供电,保证调度后的信号不失真经过,12根地址线用来操控模拟信号的切换;A／D转化器选用AD7892-1,其具有±10 V的输入电压动态规模和12位的量化才能,信号输入规模设置为±10 V,操控线用来操控A／D转化器的作业状况,并将转化后的12位数据悉数接入FPGA中进行处理。
2．3 时序操控
时序操控经过FPGA程序来完结,首要完结多路挑选器的切换,A／D转化器的操控和自适应收集逻辑等功能。关于多路挑选器的切换和A／D转化器的操控逻辑,只需留意多路挑选器的开关安稳时间和A／D转化器的采样时间即可完结数据收集。自适应收集便是依据已知模拟信号的类型主动挑选A／D的转化器输出码位来完结的。为了便于对后文的了解,表1给出AD7892-l输入／输出对应码表和处理后的码表。
前面信号调度电路依据模拟信号的类型把信号别离调度到0～5 V,-5～-O V,-5～+5 V,O～+10 V,-10～-0 V,-10～+10 V等规模内,结合表1的内容即可完结对模拟信号的自适应收集,保证信号的收集精度。数据主动转化模块的FPGA程序示例如下：
经过测验验证,该法是可行的。在不改动任何硬件电路的情况下,经过FPGA程序可有用完结模拟信号的动态量化,保证信号的量化精度。经过数据处理软件即可康复原始信号,如图3所示。
3 结语
规划的根据FPGA的多路模拟信号自适应收集体系,在有限的量化位数约束下,充分利用信号调度电路、A／D转化器的输入电压动态规模和12位的位宽,在相同的量化位数下提高了大部分模拟信号的采样精度,具有必定的参考价值。
