基于FPGA的高精度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在飛行器研制過程中，溫度參數(shù)的測量，對于飛行器工作狀態(tài)的評定具有重要的指導(dǎo)意義。由于飛行器內(nèi)部環(huán)境比較復(fù)雜，電磁干擾和噪聲干擾比較嚴(yán)重，對溫度采集設(shè)備的精度要求更加嚴(yán)格。為了滿足飛行器內(nèi)部環(huán)境溫度的測量需求，設(shè)計了基于FPGA的高精度多通道采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置，實時監(jiān)測其內(nèi)部環(huán)境溫度，通過對192路熱電偶輸出的模擬量進行采集、放大和編碼，最后將數(shù)字量上傳至基帶測控設(shè)備。
　　本文利用FPGA作為主控制器設(shè)計多通道高精度采集轉(zhuǎn)發(fā)裝置，主要研

2、究對象為:采編變換器和采編轉(zhuǎn)發(fā)器，兩者采用相同的硬件電路和相似的邏輯編程，簡化設(shè)計。圍繞提高裝置的測溫精度問題進行詳細(xì)的軟硬件設(shè)計，并對關(guān)鍵的技術(shù)問題進行研究分析和優(yōu)化。首先，對硬件電路進行優(yōu)化設(shè)計:根據(jù)熱電偶的冷端補償原理，提出了AD8495的K型熱電偶冷端補償法和AD590溫度傳感器的S型熱電偶冷端補償法;為提高抗干擾能力，采用了二階濾波和抗混疊低通濾波等電路濾除無用信號，保留有用信號，同時對地噪聲也進行了詳細(xì)的研究與處理。其次，在

3、邏輯設(shè)計方面，以FPGA為控制器，通過內(nèi)部總線控制各采集卡分時工作，提高采集效率;程序設(shè)計中采用模塊化編程，提出基于計數(shù)器和雙口RAM緩存的思想，使得編程更加靈活，數(shù)據(jù)處理更加可靠;CAN總線的應(yīng)用，保證了采編變換器和采編轉(zhuǎn)發(fā)器之間數(shù)據(jù)的正常交流，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?最后，采用過采樣取均值算法，有效的降低了信號波動，進一步提高了測溫精度。本文在硬件上采用內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)同時在邏輯上利用ROM表和CAN總線，可以方便地增減采集路數(shù)和擴展設(shè)備