图4上半部分波形是输入的信号和频谱,下半部分波形是经过ADC采样后通过DAC输出的波形和频谱。从图中可以看到,尽管受限于板载DAC的位数,DAC后面也没有抗混叠滤波器,仅将ADC的18位量化值高8位输出,但波形和频谱完全没有失真。输出波形上叠加的高频噪声是DAC转换引入的,可以通过滤波器滤除。信号源产生20 Hz~20 kHz的音频信号,ADC输出的波形和频谱均没有失真,FPGA在3.3 V的I/O电压下,ADC最大输入信号的峰值电压约0.8 V,输出信号SNR约为50 dB。
结语
FPGA实现ADC的模型,仅需要极少数外围元器件,核心模块均采用FPGA资源实现,明显降低板上面积,同时逻辑可重配置,具备强大的扩展性。通过适当改进和优化,该方法可以应用到语音通信,温度、电压监控,水压检测,压力传感等诸多领域。
参考文献
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