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LOL外围_基于CPLD的高分辨率AD转换电路设计

LOL外围_基于CPLD的高分辨率AD转换电路设计

本文摘要:摘取 要:本文从仪器仪表应用领域对温控的市场需求方面抵达,设计了具备高精度、低温浪的16位AD切换电路。仿真输出电压为0-100mV,通过精准的缩放和偏置后赠送给AD652展开V/F转换,切换出来的频率信号由CPLD展开测量,结果呈报控制器,产生16位AD切换结果。同时系统可获取0-100mV倒数固定式的高精度测试用基准源。

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摘取 要:本文从仪器仪表应用领域对温控的市场需求方面抵达,设计了具备高精度、低温浪的16位AD切换电路。仿真输出电压为0-100mV,通过精准的缩放和偏置后赠送给AD652展开V/F转换,切换出来的频率信号由CPLD展开测量,结果呈报控制器,产生16位AD切换结果。同时系统可获取0-100mV倒数固定式的高精度测试用基准源。

  随着科技的飞速发展、高分辨率的数模混合电路的应用于不断深入,电路设计日益简单,精度更加低,所以高精度AD切换电路的设计就出了仪器仪表及各种测量控制系统的难题。本系统源于仪器仪表的温控系统设计,使用高精度、低温浪的优质仿真、数字器件,相结合52系列单片机为控制器,以简单可编程逻辑器件CPLD(ComplexProgrammableArrayLogic)为频率测试的硬件平台,构建了高分辨率、较低线性误差的AD转换器的设计。通过本设计掌控高精度、较低飘移的高端AD转换器的设计方法,CPLD的设计,以及52系列单片机的硬件设计及软件编程。

  1 系统功能及结构  系统主要目的是设计一个16位的VFC式AD转换器,利用分数原理,将输出电压(或电流)转换成频率输入。使用计数频率低的CPLD器件构建测频,单片机掌控CPLD的测频操作者和频率的计算出来。  用V/F转换器已完成AD切换,必须1个定时器和2路计数器,计数器的计数频率容许了V/F器件输入频率的提升。本设计使用计数频率更高的CPLD器件和单片机联合构成GPS模块,CPLD通用性好,防止了对于专用器件的倚赖,减少了因专用器件投产或经常出现供贷问题所带给的风险,同时构建所需的掌控。

  VFC式AD转换器脉冲频率与输出电压成比例,其精度高、线性度好、切换速度互为、切换位数与速度固定式、与CPU的连线最多,且减少切换位数时会减少与CPU的连线,因此,VFC为AD切换技术获取了一种廉价而有效地的解决办法。  系统总体可以区分为电压取样部分、仿真-数字转化成部分,掌控部分。

其中电压取样部分还包括:仪器测试电压源。仿真-数字转化成部分还包括:电压缩放和偏置,V/F切换模块,计数转化成模块。

掌控部分还包括:控制器模块,键盘,表明模块,系统原理板如图1右图。  为构建各模块的功能,分别挑选了较好的方案构建:①仪器基准源,仪器低温浪高档基准源,分力;②电压缩放及偏置,运算放大器ICL7650;③V/F切换,使用AD652芯片;④频率测试,使用CPLD(简单可编程逻辑器件);⑤控制器,使用凌阳的SPEC061A单片机;⑥表明,使用液晶屏;⑦电气隔绝,使用光电耦合,所设计的系统如图2右图。    图1 系统原理框图    图2 所设计的系统框图  2 系统硬件设计  2.1 仪器测试基准源  对于16位的AD转换器,剩幅度输出电压仅有为100mV,如果要测试它的性能,则必须极高精度和十分低温浪的基准源,电路原理如图3右图。  AD586是AD公司高精度5V的基准电压源,甘漂低至210-6/℃,噪声为100nV/Hz,通过相同电阻和固定式电阻展开分力产生0~100mV的电压。

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为了减少电压的阻抗能力,需展开电压追随。OPA333是零飘移仪器运放,飘移仅次于为0.05V/℃。同时使用两个2.5V的基准源LM336以减少电源波动的影响。

LM336的输入电流为10mA,可符合OPA33的必须。分压用的电阻为指针式10圈固定式,可以超过理想的精度。


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