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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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1.2 A／D采样模块和422发送模块
A／D采样模块是本系统设计的关键，系统性能要求能处理0～1 MHz频带范围内的信号，根据奈奎斯特采样率，本系统选择的ADS1610模块采样率达到10 MSPS，是一款高速、高精度的模拟数字转换器，并且ADS1610的控制信号很丰富，便于FPGA对采样电路进行控制。ADS的电源和地按照推荐电路配置，注意去耦电容放置的位置要离电源和地的输入引脚近一些，电容值越小的离引脚越近，这样使得去耦效果更好，模拟地和数字地之间仅仅在一点用0 Ω的电阻相连。
值得注意的是，ADS需要外围电路提供4 V，1 V，2．5 V三个参考电压，通过运算放大器OPA2822正向输入端输入，经过若干去耦电容后分别进入ADS1610的VREFP，VREFN，VMID三个参考电压输入引脚。
同步发送模块选用DS26LV31AT，如图1所示，由FPGA控制使能信号，输出时钟、数据、输出使能等信号，发送给后端检测设备。
1.3 电源模块
该模块为系统各个模块提供输出稳定的电源。
FPGA供电电压分为3部分，每个bank的电压（VCCO），参考电压（VCCAUX），内核电压（VCCINT）。XC3S500E芯片bank电压为3．3 V，参考电压为2．5 V，内核电压为1．2 V。电源模块选用TI公司的TPS767D325和TPS62003两款芯片，TPS767D325将供电电压5 V转换为3．3 V和2．5 V，提供给FPGA的bank电压和参考电压，而TPS62003则将二级电源3．3 V转换成1．2 V，提供给内核电压。
1.4 FPGA控制器模块
FPGA用来控制A／D采样和同步422发送，FPGA采用的是Xilinx公司Spartan-3E系列的XC3SS00E芯片，它大约有500 k个门，10 476个等效逻辑单元，73 Kb的分布式RAM，360 Kb的块RAM，4个数字时钟管理单元，232个I／O引脚，92个差分I／O引脚。外围电路较为简单，全局时钟从GCLK引脚进入FPGA，保证了系统的可靠性。
XC3S500E芯片的配置芯片选用XCF04，容量为4 Mb，3．3 V的核电压，拥有串行配置接口。
2 FPGA程序设计
FPGA程序采用Verilog语言编写，主要分为三部分的代码：A／D控制程序、例化FIR的IP核产生数字滤波器、同步422发送程序。FPGA内部的工作流程图如图2所示。
图2 FPGA内部工作流程 |
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