CN215186705U - 基于zynq的多通道高精度宽幅度采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，包括前端放大电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块与EMMC存储器；前端放大电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块依次相连；ZYNQ模块与EMMC存储器相连。本实用新型能够实现宽幅度信号采集的功能，以及高精度的信号采集；在复杂的电磁环境下，具有较好的稳定性；能够同时对采集到的信号进行数字信号处理，尤其是对大信号和小信号的同时处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集处理技术领域，尤其涉及基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器。
背景技术
目前市面上的采集器，高精度的采集器不能实现宽幅度信号采集的功能，宽幅度的采集器不能实现高精度的信号采集。在复杂的电磁环境下，信号频域分量单一，同时无法对采集到的信号进行数字信号处理，尤其是对大信号和小信号的同时处理。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，包括前端放大衰减电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块与EMMC存储器；前端放大衰减电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块依次相连；ZYNQ模块与EMMC存储器相连。
优选的，所述前端放大衰减电路包括第一级放大衰减电路与第二级放大衰减电路；第一级放大衰减电路与第二级放大衰减电路均连接有模拟开关，用于放大衰减档位选择；第一级放大衰减电路通过第二级放大衰减电路与低通滤波电路相连。
优选的，所述低通滤波电路包括为四阶低通滤波器与加法器；前端放大衰减电路、四阶低通滤波器、加法器、单端转差分电路依次相连。
优选的，所述模数转换电路包括24位8通道模数转换芯片，模数转换芯片为AD7768BSTZ芯片。
优选的，所述前端放大衰减电路的最大幅度输入范围为0～±10V，最小的幅度输入范围为0～±200mV；前端放大衰减电路的输出范围为0～±2.5V。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型能够实现宽幅度信号采集的功能，以及高精度的信号采集；在复杂的电磁环境下，具有较好的稳定性；能够同时对采集到的信号进行数字信号处理，尤其是对大信号和小信号的同时处理。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是第一级放大衰减电路的电路图；
图3是第二级放大衰减电路的电路图；
图4是前端低通滤波电路的电路图；
图5是单端转差分电路的电路图。
图中：U1-模拟开关；U2-放大器；U3-ADA4945芯片。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型提供基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，包括前端放大衰减电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块与EMMC存储器；前端放大衰减电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块依次相连；ZYNQ模块与EMMC存储器相连。
优选的，所述前端放大衰减电路包括第一级放大衰减电路与第二级放大衰减电路；第一级放大衰减电路与第二级放大衰减电路均连接有模拟开关，用于放大衰减档位选择；第一级放大衰减电路通过第二级放大衰减电路与低通滤波电路相连。
优选的，所述低通滤波电路包括为四阶低通滤波器与加法器；前端放大衰减电路、四阶低通滤波器、加法器、单端转差分电路依次相连。
优选的，所述模数转换电路包括24位8通道模数转换芯片，模数转换芯片为AD7768BSTZ芯片。
优选的，所述前端放大衰减电路的最大幅度输入范围为0～±10V，最小的幅度输入范围为0～±200mV；前端放大衰减电路的输出范围为0～±2.5V。
该采集器采用ADC+ZYNQ架构。模拟部分采用高性能低噪声的运放对于输入模拟信号进行放大或者衰减，然后通过LPF低通滤波器对信号进行抑制，再通过S-D单端转换差分电路，最后进入ADC转换为数字信号，数字信号最后在ZYNQ进行处理。
前端放大衰减：采集器的最大幅度输入范围为±10V，最小的幅度输入范围为±200mV。本实用新型采用高精度的ADC的输入范围为±2.5V。所以需要对前端的幅度进行衰减和放大处理。当大信号输入的情况，可以通过两级的运算衰减幅度到±2.5V。当小信号输入情况下，通过两级运算放大把幅度放到±2.5V范围。
如附图2所示第一级放大衰减电路的电路图，如附图3所示第一级放大衰减电路的电路图。第一级的衰减1/2幅度，放大有1倍、5倍、10倍三个档位；第二衰减为1/3幅度，放大有1倍、5倍、10倍三个档位；通过模拟开关进行选择合适的档位，使ADC的采集器的精度更高。
模拟输入信号的带是DC-140KHz范围。如附图4所示前端低通滤波电路的电路图，为了使用信号的频谱有更好的杂散抑制，所以在前面加入一个低通滤波器把带外的杂散滤除，最后用加法器把相应的直流电平放到一个合适的范围内。
如附图5所示单端转差分电路的电路图，ADC芯片模拟转入端为差分的结构形式，为了使信号质量更好，抗干扰的能力强，所以把单端的信号转换为差分进行信号进行传输；采用ADA4945芯片，同时这个芯片还具有过压保护的功能，这样对ADC芯片有很好的保护作用。
模数转换电路选用24位高精度的模数转换芯片，型号为AD7768BSTZ，同时具有8个通道的同步采样，采样的速度为256Ksps。
本实用新型能够实现宽幅度信号采集的功能，以及高精度的信号采集；在复杂的电磁环境下，具有较好的稳定性；能够同时对采集到的信号进行数字信号处理，尤其是对大信号和小信号的同时处理。
本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，其特征在于，包括前端放大衰减电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块与EMMC存储器；前端放大衰减电路、前端低通滤波电路、单端转差分电路、模数转换电路、ZYNQ模块依次相连；ZYNQ模块与EMMC存储器相连。
2.根据权利要求1所述基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，其特征在于，所述前端放大衰减电路包括第一级放大衰减电路与第二级放大衰减电路；第一级放大衰减电路与第二级放大衰减电路均连接有模拟开关，用于放大衰减档位选择；第一级放大衰减电路通过第二级放大衰减电路与低通滤波电路相连。
3.根据权利要求1所述基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，其特征在于，所述低通滤波电路包括为四阶低通滤波器与加法器；前端放大衰减电路、四阶低通滤波器、加法器、单端转差分电路依次相连。
4.根据权利要求1所述基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，其特征在于，所述模数转换电路包括24位8通道模数转换芯片，模数转换芯片为AD7768BSTZ芯片。
5.根据权利要求1所述基于ZYNQ的多通道高精度宽幅度采集器，其特征在于，所述前端放大衰减电路的最大幅度输入范围为0～±10V，最小的幅度输入范围为0～±200mV；前端放大衰减电路的输出范围为0～±2.5V。
Priority Applications (1)
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| CN202121597858.2U CN215186705U (zh) | 2021-07-14 | 2021-07-14 | 基于zynq的多通道高精度宽幅度采集器 |
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Publications (1)
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| CN215186705U true CN215186705U (zh) | 2021-12-14 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2021
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