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心,接收上位机的命令,完成对输入信号的接收,缓存并从缓存中取出数据发送给网络模块。 网络模块承接上位机与fpga,采用千兆以太网传输技术,是数据采集卡的关键。 3 信号的接收 系统采用宽频带检测技术,应用双传感器定向耦合脉冲信号,要求数据采集卡实现双通道高速同步采集、双通道同步偏差不超过5ns。由于待采集的放电脉冲信号的最高频率可达30mhz,根据采样定理和实际经验,采集卡的模数转换器采样率须达到ioomsps,才能很好地对信号进行复原和检测。为满足这种要求,模数转换器采用2片ad9433。 ad9433是模拟器件公司生产的一种12位单片采样a/d转换器。它具有片上跟踪/保持电路,转换速率高达125msps。 对于许多应用场合,不需要外部基准和驱动元件。用户可以选择片上专有电路,可以极好地优化无杂散噪声动态范围(sfdr)。编码时钟支持差分或单端输入,输出为二进制或二进制的补码格式。 a/d转换器对用户提供的取样时钟都十分敏感,跟踪保持电路实质上是一个混频器,任何的噪声、失真或者时钟的抖动都很影响a/d输出的信号。由于这个原因,对ad9433的时钟信号输入的设计
本设计采用高稳定度的恒温晶振来为系统提供时钟源,通过fp-ga内置锁相环为各模块提供各时钟信号。而对于100 mhz带宽示波器功能的实现,若由单芯片的超高速采样来实现,则要对采样后的高速信号进行存储,这种方法不易实现,且对电路的工艺要求也很高。为了避免这种情况.本设计参考了tektronix公司的100 mhz示波器的设计,因而采用了3片adc来实现对输人信号的分时采样,并在分别存储后由dsp处理。 本文主要介绍数字分析仪前端模块的设计。由于示波器的输入信号幅度范围一般为+/-5vpp,而ad9433 (ad采样芯片)的输入信号幅度要求不大于2vpp,因此,在采集电路的前端加入信号衰减和信号增益两级幅度调整电路,可保证测量的正确性,提高测量的精确度。与ni的数字分析仪不同,本数字分析仪的频率计功能不是由超高速采样后通过数字信号分析来实现,而是根据等精度频率测量的原理来实现的,这样可以大大降低仪表的造价。同时,考虑到仪表的便携性及工程人员的应用习惯,本仪器只提供了单通道输入,没有设计外部触发通道,因而简化了仪表的体积,同时降低了设计的难度。数字分析仪前端模块的原理框图如图1所示。
末端应用中的趋势表明:oem们仍在追求更高的速度和分辨率以及更低的失真、损耗及更小的尺寸和更低成本。但转换器设计者并没有为满足客户的这些需求开发出全新的架构,实际上也很少有设计者这么做。相反,现有架构的发展已经远远超出了其发明者的想象,继续在 ic 业的一个竞争非常激烈的领域中快速发展。 趋势 这种发展一直是很迅速的。例如,在 edn杂志的最近一次高速adc调查中,正在出售的最快速12比特转换器是analog devices公司的 ad9433(参考文献 1)。ad9433 运行速度是125ms/s,功率是1.25w,带宽是 750mhz。而在我们目前的调查中,至少有 5 家制造商已在提供速度范围在 125ms/s ~ 1gs/s的器件,分辨率与速度有关,为8比特~14比特。 前次调查情况是,最快的转换器多数是建立在基于 sar(逐次逼近寄存器)的架构或流水线架构上的。长期以来一直是大学研究课题的高速δ-σ结构,正开始填补sar 在商用市场中留下的空白。 随着厂商以迅猛的速度“争当第一”,产品推出的速度似乎正在加快。糟糕的是,在产品发布后的几个季度,厂商提供的只是一些初步的数据表。初步
(flip-flop)或者其他更加完整的记忆块。 本系统中fpga主要用来协调各个模块间的数据传输,分别为a/d采样数据到dsp的传输、dsp计算结果到pci接口的传输以及数控增益放大器的增益控制。同时fpga还为系统工作提供了必要的时钟、复位信号、控制信号(图3)。 器件选择 a/d转换器是整个监测系统的关键部件,它的性能往往直接影响整个监测系统的技术指标。当a/d有效位数大于12位时量化损失为0.0055db,其对测量精度的影响可忽略不计。否则会造成失真,甚至烧毁芯片,所以要在ad9433之前用运放对信号幅度进行调控。同时根据调幅广播信号幅度实时变化的特点,要求所选择的运放增益可变。基于上述要求系统选用adi公司的线性数控增益放大器ad8320。 系统对信号采样点数为n=4096,算法采用hilbert变换解调求调幅度和欠采样求载波频率,所以每计算100次调幅度和1次载波频率所需要的运算量大概为: 本系统选用adi公司sharc系列的adsp-21262作为数据处理芯片。 根据adsp-21262性能可估算出系统完成一次调幅度测量所需要的时间大概为800μs,完成一
hina 作者:joshua israelsohn 末端应用中的趋势表明:oem们仍在追求更高的速度和分辨率以及更低的失真、损耗及更小的尺寸和更低成本。但转换器设计者并没有为满足客户的这些需求开发出全新的架构,实际上也很少有设计者这么做。相反,现有架构的发展已经远远超出了其发明者的想象,继续在 ic 业的一个竞争非常激烈的领域中快速发展。 趋势 这种发展一直是很迅速的。例如,在 edn杂志的最近一次高速adc调查中,正在出售的最快速12比特转换器是analog devices公司的 ad9433(参考文献 1)。ad9433 运行速度是125ms/s,功率是1.25w,带宽是 750mhz。而在我们目前的调查中,至少有 5 家制造商已在提供速度范围在 125ms/s ~ 1gs/s的器件,分辨率与速度有关,为8比特~14比特。 前次调查情况是,最快的转换器多数是建立在基于 sar(逐次逼近寄存器)的架构或流水线架构上的。长期以来一直是大学研究课题的高速δ-σ结构,正开始填补sar 在商用市场中留下的空白。 随着厂商以迅猛的速度“争当第一”,产品推出的速度似乎正在加快。糟糕的是,在产