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基于PCI总线的微弱信号采集模块的设计方案

来源:    作者:    发布时间:2016-04-01 06:26:00    浏览量:

  1.引言

  随着微电子技术的广泛普及、计算机技术的快速发展,现场信息实时采集系统的性能越来越受到大量关注。从测试系统和科研领域产生的动态信息中提取有用数据进行现场实时采集并存储显得尤为重要。设计结合实际项目要求,提出基于PCI总线的微弱数据信号采集电路设计方案,将采集数据流通过前端处理电路和AD转换电路后,在中央控制模块FPGA控制下将数据流通过PCI总线传输给上位机保存,以便分析处理和显示,从而实现采集系统对微弱数据信号进行高速采集存储和分析。

  2.总体设计方案

  在实际研究和现场测试中,数采系统常采用PC机为测试平台,使用PCI总线作为中介实现数据流采集和传输到PC机中进行显示分析。

  系统常采用传感器将物理量转换为电流或电压信号,经过前端调理电路滤波放大将幅度放大到可测试范围。但在实际信号采集时存在由系统本身和外界产生的各种噪声影响,使得传感器输出的微弱有用信号被淹没,因此需要采取有效的措施和算法来抑制噪声、增大微弱信号幅度,从而提取有用信号,提高系统输出信号的信噪比,实现微弱信号的高精度采集。基于PCI总线的微弱信号采集系统电路设计可分为:信号采集,FPGA逻辑控制,PCI总线界面以及电源管理等模块。信号采集即实现模拟信号的接收和将其数字化;FPGA逻辑控制则实现对采集数据流缓冲处理、控制采样时钟频率以及采集模块与PCI9054界面芯片的握手通信完成数据传输。系统设计总体方案如图1所示。

  信号采集系统框图

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