基于vxi總線的高速數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計Ξ.pdf

《基于vxi總線的高速數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計Ξ.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第32卷第1期中　國　科　學(xué)　技　術(shù)　大　學(xué)　學(xué)　報Vol.32,No.12002年2月JOURNALOFUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINAFeb.2002文章編號:025322778(2002)0120079206X基于VXI總線的高速數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計廖娟娟,安　琪(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系,安徽合肥230026)摘要:介紹了一個基于VXI(VMEbusextensionforinstrumentation)總線的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).電路設(shè)計是基于高速的A/D變換和D

2、SP(digitalsignalprocessing)技術(shù),并充分結(jié)合了VXI寄存器基和消息基接口的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)的快速傳輸和模塊靈活控制三者的結(jié)合.關(guān)鍵詞:VXI總線;模擬2數(shù)字變換;消息基器件;寄存器基器件中圖分類號:TM930.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A0　引言作為“跨世紀(jì)”的儀器總線系統(tǒng)和自動測試系統(tǒng)的優(yōu)秀平臺,VXI(VMEbusextensionfor[1]instrumentation)總線在我國測試和儀器領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,代表了當(dāng)今測試技術(shù)的發(fā)展方向.在相當(dāng)多的VXI總線應(yīng)用系統(tǒng)中,待測的

3、信號都是模擬信號,因此,基于A/D變換的數(shù)據(jù)采集模塊是組建VXI系統(tǒng)不可缺少的一個關(guān)鍵部件.設(shè)計、開發(fā)性能優(yōu)良的VXI數(shù)據(jù)采集模塊,尤其是高速數(shù)據(jù)采集模塊,將對推動我國的VXI總線應(yīng)用起著積極的、十分重要的作用.為此,我們研制了一個100MSPS(100millionsamplepersecond),8位的高速數(shù)據(jù)采集模塊,這是我們的高速數(shù)據(jù)采集模塊系列設(shè)計中的第一個模塊.1　系統(tǒng)介紹圖1是高速數(shù)據(jù)采集模塊的系統(tǒng)總體框圖,輸入的模擬信號依次經(jīng)過輸入緩沖和程控放大,進(jìn)入A/D變換器進(jìn)行模擬2數(shù)字變換.高速變換后的數(shù)

4、字信號先在存儲器進(jìn)行緩存,然后再通過寄存器基接口傳送給VXI主機(jī),或者送給DSP(digitalsignalprocasing)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理.DSP芯片是整個系統(tǒng)的控制核心,負(fù)責(zé)模塊的初始化設(shè)置、采集過程控制和數(shù)據(jù)的預(yù)處理,以及與VXI系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換控制.電路設(shè)計中,除了模擬電路、存儲器和DSP芯片外,幾乎所有的邏輯電路均在Altera的大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨓PLD(erasableprogramedlogicde2vice)中實(shí)現(xiàn),大大提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性.系統(tǒng)設(shè)計中有幾個基本的考慮,以保證高速采集模塊

5、具有優(yōu)良的性能和盡可能廣的適應(yīng)性.X收稿日期:1999208205　作者簡介:廖娟娟,女,1974年生,碩士研究生.?1995-2003TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.　　　　　　　　　　　　　　　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報　　　　　　　　　　　　　　第8032卷(1)高速及程控可變的采樣速率(20∽120MSPS).(2)寬帶的模擬信號頻帶(90MHz)和程控的模擬信號增益(-11∽31dB,256級增益調(diào)節(jié)).(3)靈活、多樣的觸發(fā)設(shè)置.(

6、4)接口設(shè)計使用消息基和寄存器基兩種方式.系統(tǒng)初始化和程控命令傳輸采用消息基接口設(shè)計,便于一般用戶使用和系統(tǒng)集成.采集數(shù)據(jù)的塊傳輸則采用寄存器基接口設(shè)計,加快數(shù)據(jù)傳輸,提高測試效率.(5)本地CPU采用高性能DSP芯片,可根據(jù)系統(tǒng)需要對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,以減輕VXI主機(jī)負(fù)擔(dān),進(jìn)一步提高測試效率.(6)可進(jìn)行單模塊或多模塊配置,組成單通道或多通道的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).圖1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理框圖Fig.1Theblockdiagramofthedataacquisitionsystem2　功能電路2.1　模擬信號調(diào)理模擬

7、信號調(diào)理電路的原理方框圖如圖2所示.輸入的模擬信號經(jīng)過緩沖后,送入程控放大器AD603,將信號幅度調(diào)整為適合ADC采樣的幅度范圍.AD603是一種低噪聲的壓控放大器,可以提供精確的、線性的放大倍數(shù)控制.它使用一種叫做X2AMP的專用拓?fù)潆娐?由前級的衰減器和后級圖2模擬信號調(diào)理固定增益的放大器組成.這種結(jié)構(gòu)使Fig.2TheconditionofAnalogSignalAD603具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):模擬信號帶寬不隨增益變化而變化;衰減器是一個R22R的梯形網(wǎng)絡(luò),信號衰減從0到-42.14dB連續(xù)可變;衰減控制電壓由一

8、個8位的數(shù)/模變換器(AD557)產(chǎn)生,可實(shí)現(xiàn)256級增益控制,這對一般的應(yīng)用來說已經(jīng)足夠了.AD557的8位控制字由DSP寫入,可以通過VXI消息基接口,向DSP發(fā)程控命令來產(chǎn)生.?1995-2003TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第1期　　　　　　　　　　　基于VXI總線的高速數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計