基于
PCI
总线的微弱信号采集模块的设计方案
1.
引言
随着微电子技术的广泛普及ã€?/p>
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ã€?/p>
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é‡?/p>
集并存储显得尤为重要ã€?/p>
设计结合实际项目要求ï¼?/p>
提出基于
PCI
总线的微弱数据信号采é›?/p>
电路设计方案ï¼?/p>
将采集数据流通过前端处理电路å’?/p>
AD
转换电路后,
在中央控制模å�?/p>
FPGA
控制下将数据流通过
PCI
总线传输给上位机保存ï¼?/p>
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ã€?/p>
2.
总体设计方案
在实际研究和现场测试中,数采系统常采ç”?/p>
PC
机为测试平台,使ç”?/p>
PCI
总线作为中介å®?/p>
现数据流采集和传输到
PC
机中进行显示分析ã€?/p>
系统常采用传感器将物理量转换为电流或电压信号ï¼?/p>
经过前端调理电路滤波放大将幅度放
大到可测试范围ã€?/p>
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å¾?/p>
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ã€?/p>
增大å¾?/p>
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ã€?/p>
基于
PCI
总线的微弱信号采集系统电路设计可分为ï¼?/p>
信号采集ï¼?/p>
FPGA
逻辑控制ï¼?/p>
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
�/p>
辑控制则实现对采集数据流缓冲处理ã€?/p>
控制采样时钟频率以及采集模块ä¸?/p>
PCI9054
界面èŠ?/p>
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ã€?/p>
采集系统上电启动后,
PC
机扫描查找采集卡,然后通过上位机对系统进行初始化,并配
置采样参数ã€?/p>
系统采集部分åœ?/p>
FPGA
控制下将接收数据进行调理ã€?/p>
AD
转换后存储到
FPGA
内部
FIFO
中缓存,
继而通过
PCI
总线将数据传å…?/p>
PC
机进行实验数据的分析显示和存储ã€?/p>
3.
硬件电路设计
采集系统主要包括
AD
转换电路ã€?/p>
PCI
总线界面电路以及外围电路ã€?/p>
设计采用可编ç¨?/p>
FPGA