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ADC采集板定制性價比出眾【和力達科技】

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發(fā)布時間:2020-12-31 06:23  






數(shù)據(jù)采集卡功能

一個典型的數(shù)據(jù)采集卡的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O、計數(shù)器/計時器等,這些功能分別由相應的電路來實現(xiàn)。

模擬輸入是采集基本的功能。它一般由多路開關(MUX)、放大器、采樣保持電路以及A/D來實現(xiàn),通過這些部分,一個模擬信號就可以轉化為數(shù)字信號。A/D的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質量,要根據(jù)實際需要的精度來選擇合適的A/D。


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超高速ADC采集板卡——ADC

典型的模擬數(shù)字轉換器將模擬信號轉換為表示一定比例電壓值的數(shù)字信號。然而,有一些模擬數(shù)字轉換器并非純的電子設備,例如旋轉編碼器,也可以被視為模擬數(shù)字轉換器。數(shù)字信號輸出可能會使用不同的編碼結構。另外,邏輯分析儀、頻譜分析儀、網絡分析儀等也屬于超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)范疇。通常會使用二進制二補數(shù)(也稱作“補碼”)進行表示,但也有其他情況,例如有的設備使用格雷碼(一種循環(huán)碼)。


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基于高速ADC采集的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

本文主要研究LHAASO地面粒子探測器讀出電子學中基于高速FADC波形的數(shù)字化。根據(jù)奈奎斯特定律,為保證采樣精度,首先對光電倍增管的輸出信號進行濾波成形,使經過成形電路以后的輸出信號幅度和輸入信號幅度保持線性關系,且波形被適當展寬。采用500MHz采樣頻率的高速ADC芯片(AT84AS001)對濾波成形后的波形進行實時采樣,經過模擬/數(shù)字變換得到的數(shù)字化波形信息送入FPGA中完成實時多通道數(shù)據(jù)預處理,再交由上位計算機進行進一步處理。 本文對系統(tǒng)總體硬件電路方案進行設計與實現(xiàn),整個系統(tǒng)包括模擬部分、ADC部分、FPGA部分、時鐘部分、電源部分及VME總線接口電路,采用VME6U規(guī)范完成PCB設計,使用VerilogHDL語言完成可編程邏輯器件的邏輯功能設計,并對多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行調試和測試。(例如,時鐘頻率的1ppm偏差意味著在106的記錄結束時一個采樣點偏差)。 測試結果表明,基于高速采樣ADC的數(shù)據(jù)采集插件性能良好,波形采樣率精度為500Msps,微分非線性DNL為±1LSB,信號與噪聲 失真比SINAD=56.69dB,有效位ENOB為9.1bit。

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