基于Σ-△ ADC热电阻信号采集模块设计

本文设计了一种基于Σ-△ADC的热电阻信号采集从站模块,比较了工业过程控制中模数转换的三种常用方法,详细介绍∑-△ADC原理和硬件电路,给出了软件主要流程图.本模块利用ADS1242这款24位高精度∑-△ADC和80C52内核单片机进行多通道热电阻信号的采集和处理,具有实用性强、精度高、可靠性高等优点.     

基于△-∑技术和FPGA的数据采集系统

为了改善传统数据采集系统运算能力差、分辨率低、可靠性低等缺点,结合△-∑技术和FPGA,设计了一种多通道、高分辨率、宽动态范围的新型数据采集系统.提出了一种由△-∑A/D转换芯片、高性能FPGA和DSP组成的数据采集系统方案及其硬件电路实现方法.系统利用A/D器件对信号进行滤波、放大、差分转换和模数转换,利用FPGA设计内部模块和时钟信号进行电路控制及实现数据缓存、数据传递等功能,由高速DSP芯片核心控制,对采样数据进行实时处理.系统能实现24位高分辨率、宽动态范围的信号数据采集与高速实时处理,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中.     

基于Δ-Σ技术和FPGA的数据采集系统

为了改善传统数据采集系统运算能力差、分辨率低、可靠性低等缺点,结合Δ-Σ技术和FPGA,设计了一种多通道、高分辨率、宽动态范围的新型数据采集系统。提出了一种由Δ-ΣA/D转换芯片、高性能FPGA和DSP组成的数据采集系统方案及其硬件电路实现方法。系统利用A/D器件对信号进行滤波、放大、差分转换和模数转换,利用FPGA设计内部模块和时钟信号进行电路控制及实现数据缓存、数据传递等功能,由高速DSP芯片核心控制,对采样数据进行实时处理。系统能实现24位高分辨率、宽动态范围的信号数据采集与高速实时处理,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中。     

智能温度传感芯片中Δ-Σ调制器的设计

从模数转换的基本理论出发,在对一阶Δ-Σ调制器原理深入解析的基础上,得到Δ-ΣADC动态输入范围的计算方法。利用Matlab simulink建立了二阶Δ-Σ调制器系统模型,对调制器电路进行仿真和参数优化,对其性能进行了有效评估。使用轨对轨折叠式共源共栅运算放大器作为调制器的积分器,增大了调制器的动态输入范围;设计的高速比较器将NMOS负载管交叉耦合从放大器输出端引入正反馈,提高了转换速度。设计实现了一款适用于14 bit温度转换芯片的二阶△-∑调制器,信噪比SNR可达87 dB。     

用于温湿度信号采集的∑-Δ型ADC的设计与实现

为实现室内育种多通道温湿度的信号采集,采用基于过采样原理的∑-△模数转换器(ADC)及FPGA的方案更为方便简单.针对温湿度采集的低成本、低精度要求,选择了由FPGA的低压差分输入端(LVDS)及其内部的抽取型级联积分梳状(CIC)滤波器实现的一阶ADC.该ADC分辨率达到12位,转换时间约为350 μs,温湿度测量精度完全满足同类型系统指标要求,可作慢信号采集的通用ADC.通过ChipScope在线调试和改进调理电路,使得测量误差进一步减小.还可采用高阶ADC满足高精度多种类模拟信号测量,具有适用性强、成本低、功耗低,且集成度高等特点.     

全数字欠采样脉冲式超宽带接收机系统方案

给出整套可在芯片上集成的脉冲式超宽带接收机系统方案,包括射频前端电路模块架构及设计原则和数字后端算法.采用功率检测器检测ADC输入信号均方根值(RMS),提出通过VGA调整信号的RMS来优化ADC量化误差的方法.接收机采用全数字结构,ADC直接欠采样量化射频前端的放大信号;数字模块先进行信道估计,利用信道估计结果实现符号同步.仿真表明采用4 GSamples/s、3 bits的ADC,Eb/N0等于21dB时,系统误码率可达到2.8x10-4.     

高阶∑△ADC中积分器的设计

基于N阱0.6μm DPDM CMOS工艺,完成了高阶∑△ADC中第一级积分器的设计。分析了开关电容积分器的非理想特性,同时设计了一个对寄生电容不敏感的同相开关电容(SC)积分器,并特别采用旁路电容减小沟道电荷注入引起的谐波失真和噪声。在cadence下的电路仿真表明,积分器具有-104.9dB等效输入噪声;利用MATLAB进行系统仿真,∑△ADC的信号噪声畸变比(SNDR)达到100.5dB,满足系统16bit的要求。     

Σ-△式ADC前端特性与应用特点分析

论文通过研究△调制和Σ-△调制的演变过程,深入分析了Σ-△式ADC调制前端的过采样原理、噪声产生原因以及电路的噪声成形滤波作用,同传统的奈奎斯特频率采样的ADC相比,归纳出八条应用特点.合理运用这些特点,可以优化辅助电路的设计,使系统整体性能最优.     

基于FPGA的高速数据采集系统研究

为了提高数据的采集速率,增加数据采集的工作效率,研究了一种基于FPGA的高速数据采集系统.该系统是利用FPGA的Virtex系列芯片作为核心芯片,控制12位的A/D芯片ADC12D800,400MHZ的信号经过信号处理转变为差分信号,经过FPGA内部的锁相环倍频变成800MHZ的差分信号,ADC12D800用DES模式...     

基于FPGA的Σ-ΔADC转换器的设计和实现

针对瞬时采样方法只适合变频器模拟量比较平滑且采样频率较高的场合和平均值采样法要求采样频率高、运算速度快的问题,设计了一种基于FPGA的Σ-ΔADC转换器,介绍了Σ-ΔADC转换器的结构原理和Sinc3滤波器的设计。该转换器将Σ-Δ调制器和FPGA有效结合,既提高了采样精度,也提高了模拟信号传输的抗干扰能力及检测装置耐压的能力。实验验证了该转换器的正确性。     

基于Σ-Δ ADC热电阻信号采集模块设计

本文设计了一种基于Σ-ΔADC的热电阻信号采集从站模块,比较了工业过程控制中模数转换的三种常用方法,详细介绍Σ-ΔADC原理和硬件电路,给出了软件主要流程图。本模块利用ADS1242这款24位高精度Σ-ΔADC和80C52内核单片机进行多通道热电阻信号的采集和处理,具有实用性强、精度高、可靠性高等优点。     

基于FPGA的∑-△ADC转换器的设计和实现

针对瞬时采样方法只适合变频器模拟量比较平滑且采样频率较高的场合和平均值采样法要求采样频率高、运算速度快的问题,设计了一种基于FPGA的∑-△ADC转换器,介绍了∑-△ADC转换器的结构原理和Sinc3滤波器的设计.该转换器将∑-△调制器和FPGA有效结合,既提高了采样精度,也提高了模拟信号传输的抗干扰能力及检测装置耐压的能力.实验验证了该转换器的正确性.     

数字前端功耗降低方法的仿真研究

数字前端是当前移动通信的研究热点,由于传送的信号是一种高频率,宽频带的动态信号,模拟前端信息处理方法不适合,且传统不均匀采样信号处理方法生成多个同频率不同相位的时钟信号,导致数字前端功率消耗较大.为了降低数字前端功率消耗,结合可编程逻辑器件(FPGA)的特有结构,设计了一种随机时钟产生模块,并利用所产生的随机时钟作为数字前端中模数转换器(ADC)的工作时钟频率,以产生不均匀采样ADC,从而有效地降低数字前端的功率消耗.仿真结果表明,所设计的FPGA模块能够产生随机性很好的时钟信号,且优于现有的设计方法,证明随机性越大的时钟信号能有效降低数字前端的功率消耗,为通信前端设计提供了依据.     

Matlab/simulink在FPGA设计中的应用

文中首先分析了MATLAB/Simulink中DSP Builder模块库在FPGA设计中优点,然后结合FSK信号的产生原理,给出了如何利用DSP Builder模块库建立FSK信号发生器模型,以及对FSK信号发生器模型进行算法级仿真和生成VHDL语言的方法,并在modelsim中对FSK信号发生器进行RTL级仿真,最后介绍了在FPGA芯片中实现FSK信号发生器的设计方法.     

基于FPGA三相正弦信号发生器的设计

波形平滑、频率稳定的正弦信号是仿真研究的重要前提。为了能够方便地产生此信号,文章提出了一种基于DDS技术的正弦信号发生器的设计方法。该方法利用FPGA芯片及D/A转换器,采用直接数字频率合成(DDS)技术,设计并实现了相位、频率可控的相位相差120°的三相正弦信号发生器。同时把在Matlab环境中用DSP Builder画的原理图转化为VHDL语言,然后通过信号分析在QuartusⅡ中模拟仿真,最终下载到FPGA试验箱,这样,接上示波器即可观察到三相正弦信号。文章给出了基于FPGA的三相正弦信号波形的设计方法,并经软件仿真测试验证及硬件测试,结果表明,该系统具有较高的精度和稳定性。     

基于FPGA的机载PWM信号转换器仿真与实现

无人机系统常采用脉冲宽度调制信号(PWM)控制舵机执行机构,在进行飞行控制系统闭环半物理仿真中,需要实时采集舵机控制信号作为无人机模型的控制输入,进而构成闭环仿真.提出并实现了一种以FPGA为核心的PWM信号转换器的设计,给出了PWM信号转换器各部分模块的详细设计,并用Verilog在FPGA中实现了其全部功能.在对FPGA设计的PWM信号转换器模块功能仿真和时序仿真正确后,下载到Altera开发板中进行验证.测试结果表明,利用FPGA设计的PWM信号转换器模块具有测量精度高、简单高效的特点,满足了实时仿真的要求.     

基于FPGA的函数信号发生器

提出了一种通过直接数字合成(DDS)技术,利用FPGA(现场可编程门阵列)设计并实现函数信号发生器的方法,通过仿真与实验验证该方案可以产生各种常用的基本电信号.     

基于FPGA和多DSP的多总线并行处理器设计

设计了一种用于目标识别与定位的基于FPGA和多DSP的多总线并行处理器,其特征在于将FPGA作为系统数据缓存、通信与控制中枢,以此为核心,通过数据与控制总线联接端口控制CPLD芯片,通过EMIF总线分别联接DSP(A)、DSP(B)和DSP(C)处理芯片;端口控制CPLD芯片的输入端联接多路并行ADC模数转换芯片,输出端口联接LCD输出显示模块;有源晶体振荡器与FP-GA芯片联接,FPGA芯片将有源晶体振荡器分为4路时钟信号输出,分别输出到CPLD和3片DSP芯片;设计改进了传统采用单DSP搭建信号处理器模式,实际测试的系统内部数据传输速度达到100M,系统最大处理能力可以达到7200MIPS,具有功能强、性能指标高、结构紧凑的优点。     

频率合成器中Σ-Δ调制器的设计与实现

本文首先介绍了Σ-Δ调制技术的基本原理,分析了一阶及高阶Σ-Δ调制器,最后结合一阶Σ-Δ调制器,给出了在FPGA器件上实现Σ-Δ调制器的设计。仿真结果表明,设计实现了Σ-Δ调制器,通过控制分频器实现了小数分频,方法简单易行。与运用Matlab软件仿真的结果完全一致,并进一步证实了高阶数字Σ-Δ调制对量化相位噪声的高通整形特性,从而有效地解决了小数分频频率合成器中的小数杂散问题,具有很高的实用性。     

用于高速CMOS图像传感器的电容复用型循环ADC

设计了一种用于高速CMOS图像传感器的列并行标志冗余位(RSD)循环式模/数转换器(ADC)。该ADC在每次循环中采样和量化输入信号同步进行,速度比传统的循环式ADC提高了1倍。利用电容复用技术,对于像素输出信号的相关双采样(CDS)操作和精确乘2运算,将仅使用1个运放和4组电容来实现,减小了芯片面积。通过0.18μm标准CMOS工艺完成了ADC电路设计和仿真。SPICE仿真结果表明,在4 MS/s的采样速度和1.8 V电源电压下,ADC的SNDR达到55.61 dB,有效位数为8.94 bit,功耗为1.34 mW,满足10 bit精度高速CMOS图像传感器系统的应用要求。