于 强

（哈尔滨哈投投资股份有限公司供热公司，黑龙江 哈尔滨150090）

随着电子技术以及数字信号处理技术的发展，各行各业中对于数据采集电路的要求也越来越高，数据采集电路也被广泛应用于通信系统移动终端、电子侦察系统、医疗器械等众多军事与民用行业中［1，2］。

1 数据采集电路总体设计

基于FPGA的数据采集电路总体设计方案如图1所示。该电路设计中包括了FPGA及其外围电路设计、A/D转换器电路设计、信号调理电路设计以及USB接口电路设计等几个部分。在FPGA内部，可以对输入信号的数字量进行存储、数据处理等，对于处理后的数据通过USB接口芯片上报给PC机。该系统中USB接口芯片采用了Cypress公司的USB2.0的集成微控制器CY7C68013。

图1 基于FPGA的数据采集电路总体设计

2 基于FPGA的数据采集电路具体设计

2.1 FPGA及外围电路设计

本系统中FPGA采用的是Altera最近推出的Nios II系列软核处理器，支持 Cyclone II FPGA 系列芯片EP2C8Q208。Altera为了配置该芯片，提供了低成本的串行配置器件，分别为1Mbit，4Mbit，16Mbit和64Mbit的四个串行配置器件。设计中EP2C8Q208的配置芯片选择为EPCS4。该配置具体连接电路如图2所示。而芯片EP2C8Q208具有208个管脚封装，其 丰 富 的 I/O 口 可 以 满 足 本 电 路 的 需 求［4－6］。EP2C8Q208具有8256个逻辑单元、18个嵌入式18＊18乘法器、77个差分通道、36个 M4K RAM块、2个锁相环（PLL），上述资源可以绝大部分用于数据采集电路的后续信号处理。

图2 FPGA配置芯片EPCS4电路设计

2.2 信号调理电路与A/D转换电路设计

信号调理电路采用了 Mini－Circuits生产的ADT1－1，其作用是将单端输入转换成差分输入。本设计中A/D转换电路采用了ADI公司推出的12位双通道数模转换器芯片AD9238。……