吴 松

(中船重工集团第七二六所，上海 201100)



高精度回声数据采集模块的设计

吴 松

(中船重工集团第七二六所，上海 201100)

介绍了一种基于Σ-Δ型24位模数转换器的采集系统，系统实现增益0～60 dB可调节，输入信号几微伏到几十毫伏的高精度采集，多种频率的滤波输出；采用FPGA实现对模数转换器的配置、控制和数据读取，采集的大量数据缓存到外部Flash，由DSP读取并进行FIR滤波处理后通过RS422接口发送到主机进行回波识别。

Σ-Δ型、高精度采集、FPGA、DSP

0 引言

伴随着电子技术的高速发展，应用领域的不断拓宽，使得连接模拟世界与数字世界桥梁的模数转换器显得格外重要，同时对模数转换器的性能也提出了更高的要求。回声信号非常微弱，最小只有几个微伏，还夹杂着各种干扰信号，为了从干扰信号中检测出有效信号，同时满足系统高精度与响应时间的要求，本文介绍一种基于Σ-Δ型高精度ADC的采集模块，满足了系统的性能要求。

1 数据采集模块整体结构

图1 采集模块的组成框图

采集模块的组成框图如图1所示，主要由可变增益放大器、模数转换器、FPGA、DSP、Flash、422接口和CAN接口组成。换能器接收到的微弱信号，经放大器放大到AD模拟输入范围内的差分输入信号；模数转换器将可变增益放大器输出的差分信号转换为数字信号，经过完全滤波后输出数字量；FPGA控制模数转换器的读写时序，读入转换的数据并完成缓存与处理，然后将数据存到外接Flash存储器；DSP通过FPGA配置AD的采样速率，控制采样时间，调节可变增益放大器的增益，读取Flash的数据进行滤波处理，然后通过通信接口将数据发送给主机。……