1导言
在科研和工程中，数据收集体系具有很广泛的使用，针对各类电压型传感器输出的信号伏值不同这种状况，本文提出了一种可以操控增益的数据收集体系。该体系以FPGA作为逻辑操控中心，选用外表运算扩大器AD623作扩大电路，ADG704作为模仿开关，经过对FPGA进行编程装备，操控模仿开关选通不同的电阻，选通电阻合作AD623完结扩大。一起该体系可以对多通道装备不同的增益，然后可以收集不同传感器输出的信号。完结了收集规模宽的收集要求。
2 体系规划方案
本规划选用现场可编程门阵列（FPGA）作为主控单元，完结整个体系的逻辑操控。整个体系的原理框图如图1所示。从整个流程来看，体系首要由以下几个模块组成：运算扩大模块、AD转化模块、可编程逻辑器材操控模块。
整个体系的作业流程为：首要确认各通道输入信号规模，然后确认各通道的增益，对FPGA进行编程装备，使ADG704选中增益装备电阻，经AD623扩大后经过精细运放OP113跟从输出，经过多路挑选器切换将模仿信号输出至AD转化器，将转化完结的数据经过FPGA存储在FLASH。完结整个体系的数据收集。
3 典型电路规划
下图2为运算扩大模块电路图。
该模块的中心为外表运放AD623，AD623是一个集成单电源外表扩大器，它能在单电源（+3V～+12V）下供给满电源起伏的输出，其增益设置规模为1~1000。AD623经过供给极好的随增益增大而增大的沟通共模按捺比（ACCMRR）而坚持最小的差错，线路噪声及谐波将由于共模按捺比在高达200Hz时仍坚持稳定而遭到按捺。增益可经过1脚和8脚之间的电阻设置，其公式如下：
G为扩大倍数。 
为调理电阻。
图中输入信号前加一阶无源低通滤波器，滤除混叠在信号中的高频成分，信号到频率可以经过
f=1/2ΠRC求得，一起在AD623输出端又加一级分压滤波器，它与前一级滤波器构成二阶无源低通滤波器。对滤波后的信号进行扩大，关于AD623，假如信号不加共模信号直接扩大，输出信号最大将会被约束在1.25V。如图输入信号为0～20mv正弦波，经过调理电阻使其增益设置为100，此刻输出应为0～2V的正弦波，但实践波形如下：
假如在输入端加2.5V共模电压，电路图衔接如图2，同样在输入端加0～20mv正弦波，增益设置为100，输出波形如下：
为了进步驱动才能，如图2中在AD623输出端加一级跟从器OP113作为驱动，由于AD623规划为驱动10K欧或以上的负载，假如负载小于10KΩ时，需求用一个精细运放作为缓冲进步驱动才能，接OP113作为跟从驱动器，当负载小到600Ω时，也可以在负载上得到0～4V的输出摆幅。
在图2中ADG704作为模仿开关，首要用来切换S1～S4中的某一通道与D导通，该选中通道与AD623合作完结增益操控。关于ADG704的操控，用可编程逻辑器材编程完结。操控使能和挑选信号A1、A0、EN经过真值表1完结切换。
4 结束语
本文提出的由可编程逻辑器材操控体系的扩大倍数，充分利用了外表运算扩大器AD623的增益可调功用及其优越性。每一路热电偶输入信号可以有多个不同的扩大倍数，使得各种幅值不同的输入信号收集的完结愈加便利、牢靠、便利。选用的16位AD转化器，以收集精度高、操控便利、转化速度快等长处，更大程度地优化了该体系。
本文作者立异点：经过对FPGA进行编程装备，可以对不同通道输入的伏值不同的电压信号别离设置增益，使每一个通道输出的信号正好在AD收集所需求的信号规模内。规划结构简略、体积小、适用性强、功能优秀、可控性好、可以满意大部分实验和科研进程的需求，具有很广泛的适用性。
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