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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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1 引言
随着现代工业生产和科学研究对数据采集要求的日益提高，在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中，需要高速采集数据。现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡，存在以下缺点：安装复杂，价格昂贵，受计算机插槽数量、地址、中断资源限制，可扩展性差，在一些电磁干扰性强的测试现场，无法专门对其做电磁屏蔽，导致采集的数据失真。
本数据采集卡采用Philips公司的LPC2142微控制器(基于ARM7内核，内置了宽范围的USB 2.0串行通信接口)，有效地解决了传统高速数据采集卡的缺陷。
2 基于ARM的数据采集卡原理
本系统主要由双通道模／数转换器AD9238、ARM微控制器及FPGA器件EP1C3T100组成。结构框图如图1所示。AD9238具有A、B 两个通道，前端的差分放大器对模拟信号放大后送至AD9238，由AD9238将模拟信号转换成12位的数字信号，同时送至FPGA中的FIFO缓存器。由LabVIEW设件制作的界面向LPC2142发送控制指令，LPC2142读取FIFO缓存器中的数据并通过USB端口发送给主机。主机还可通过界面菜单选择采样频率、采样的起始点、模拟信号调理及读取精度测频数据等。
3 数据采集卡的硬件结构
3.1 AD9238简介
AD9238是美国模拟器件公司(ADI)推出的12位、双通道模数转换器。该转换器分为3种型号，采样率最高分别可达20 MS／s,40 MS／s和65 MS／s。它提供与单通道A／D转换器同样优异的动态性能，但是具有比采用2个单通道A／D转换器更好的抗串扰性能；采用单3 V供电(2.7 V～3.6 V)；Rsn=70 dBc；Rsfd=85 dBc；ENOB=11.3 b；差分输入时有500 MHz的3 dB带宽；带有片上的参考电压和SHA；1～2 Vpp的模拟输入范围；输出数据格式为偏移一进制码或者一进制补码。
AD9238的两个通道分别采用一个AD8138做为运放驱动器。I／O两路中频模拟信号分别经过2个AD8138变为差分信号送给A／D转换器(第2，3，14，IS引脚)。
高速ADC对时钟的占空比很敏感，一般来说需要有50％(±5％)的占空比。AD9238给每个通道单独提供时钟(引脚CLK_A和CLK_B)，当2个通道的采样时钟同频同相时，性能较好，当2个通道不同步时，性能会有所下降。
本数据采集卡采用40 MHz的AD9238，单双通道选择和转换频率可由软件控制。 |
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