FPGA控制的多通道模拟量采集系统设计与实现

本文主要探讨了基于FPGA(现场可编程门阵列)的多通道模拟量采集电路设计，尤其适用于机载系统的应用需求。在设计过程中，作者关注于提高采集精度、增强系统的可靠性和实现多通道采集。文章由航空工业西安航空计算技术研究所的蔡晓乐、车炯晖、吴斌和荆立雄共同完成。 首先，文章介绍了前端信号调理电路的设计，这是模拟量采集的关键部分。这部分包括滤波电路和双向限幅电路。滤波电路的作用是去除信号中的噪声，确保采集到的信号纯净；而双向限幅电路则可以防止过大的输入信号对系统造成损害，确保系统的稳定性。 其次，文章详细阐述了如何利用FPGA来控制多级多路模拟开关。FPGA因其灵活性和可编程性，能够有效地控制这些开关，实现模拟信号的精确转换和记录。通过轮转和多次测量的方法，可以提高信号转换的精度，减少误差，这在需要高精度数据采集的场合至关重要。 此外，设计的电路具有高精度、高可靠性和多通道数的特点。高精度意味着采集到的数据与实际模拟信号之间的偏差极小，这对于机载系统的数据分析至关重要。高可靠性则是保证系统在各种环境下稳定工作的基础。多通道设计则允许系统同时处理多个不同的模拟信号，提高了系统的并行处理能力。 最后，经过实验验证，该系统成功地满足了多通道模拟量采集的需求，并展现出高转换精度的性能。这证明了设计的合理性和有效性。 关键词：机载系统；模拟量采集；FPGA；多通道；多路开关 中图分类号：V247.12；TP274 文献标识码：A 文章编号：1671-654X（2018）02-0101-04 总结来说，基于FPGA的多通道模拟量采集电路设计是一项关键技术，它在航空领域和其他需要大量实时数据处理的领域有着广泛的应用前景。通过优化前端信号调理和利用FPGA的控制能力，设计出的电路不仅能够提供高精度的模拟到数字转换，还具备了多通道处理能力和高可靠性，是解决复杂系统中多源模拟信号采集问题的有效方案。