[实用新型]一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统

说明书

本实用新型公开了一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统，涉及信息采集技术领域，包含多路待测灵敏信号、信号调理模块、滤波选通模块、ADC采集模块、FPGA控制模块、数据传输接口、电源管理模块、稳压电源模块；本实用新型具备程控增益放大、低通滤波等功能，能对多路交直流信号进行高速并行采集，在高速旋转等干扰较大的环境中，仍具有幅度精度高于0.1%、SFDR大于60 dBc等良好的性能指标；采用便携化设计，系统体积空间小、便于携带和安装，基于FPGA的模块化设计，可扩展性强，性能稳定，易于维护，具有很好的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及信息采集技术领域，更具体地说，本实用涉及一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统。

背景技术

随着电子信息技术的飞速发展，数据采集系统愈来愈广泛地应用于工业控制、测量、通信和军事等领域。怎样在体积受限、能耗受限、干扰大的环境中设计一个拥有多通道、高精度、海量数据采集能力的系统，仍具有一定的研究价值。本文以采集旋翼桨叶表面贴装的多路灵敏气压传感器信号为背景，应用场景简化示意如图1所示。若将传感器信号直接引到下端采集，因线长损耗和滑环的影响，信号质量受损严重，为此提出了一种在旋翼中轴顶端设计一个前置采集装置，工作时和桨叶一起旋转，将待测信号直接在前端进行调理和采集的系统。因此要求该系统的体积小、重量低、散热好、便于携带与安装、结构稳固，并能在高速旋转环境中，完成对多路待测信号的高精度采集。常见的高精度采集设备体积大、价格昂贵且结构复杂不便携，难以应用于上述环境。

FPGA等逻辑可编程器件在数据采集领域中具有重要地位，与单片机、DSP和ASIC芯片相比，FPGA具有开发周期短、风险小、升级空间大、可并发执行和灵活可重构等优势。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统，包含两级程控放大、可选低通滤波、多路AD采集、实时数据传输等功能，为采集领域中对体积、能耗、采集精度、抗干扰能力要求高的应用场景提供了一种低成本、易实现的解决方案。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统，包含多路待测灵敏信号、信号调理模块、滤波选通模块、ADC采集模块、FPGA控制模块、数据传输接口、电源管理模块、稳压电源模块；

所述多路待测灵敏信号的输出端连接信号调理模块的输入端，所述信号调理模块的输出端连接滤波选通模块的输入端，所述滤波选通模块的输出端连接ADC采集模块的输入端，所述ADC采集模块的输出端连接FPGA控制模块的输入端，所述FPGA控制模块的输出端连接数据传输接口；

所述稳压电源模块通过电源管理模块分别连接信号调理模块、滤波选通模块、ADC采集模块、FPGA控制模块，用于提供所需电能。

作为本实用新型一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统的进一步优

选方案，所述电源管理模块包含开关电源和线性电源；所述开关电源和线性电源分别与信号调理模块、滤波选通模块、ADC采集模块、FPGA控制模块连接，所述开关电源的芯片型号为TPS75003。

作为本实用新型一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统的进一步优

选方案，所述信号调理模块包含依次连接的一级程控增益放大器和二级程控增益放大器，所述多路待测灵敏信号依次经过一级程控增益放大器和二级程控增益放大器连接滤波选通模块。

作为本实用新型一种基于FPGA的便携式多路高精度采集系统的进一步优

选方案，所述滤波选通模块包含依次连接的抗混叠滤波单元和信号选通单元，所述信号调理模块依次经过抗混叠滤波单元和信号选通单元连接ADC采集模块。