LTC2207在ARM與FPGA控制下的采集應(yīng)用
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4 仿真驗證
采用QuartusII軟件中的調(diào)試工具SignalTapII邏輯分析儀進行仿真驗證。當(dāng)采集輸入為0．453 V直流量時，FPGA采集的數(shù)據(jù)仿真如圖5所示。
可以觀察數(shù)據(jù)3337h、3333h、332Bh、3337h等變化不大，僅在低5位有所變化。根據(jù)A／D采集原理，輸入電壓／參考電壓=采樣值／216。所給參考電壓是2．25 V，采樣值若取以上數(shù)據(jù)中的3 334h(在相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)中任取一個)，轉(zhuǎn)換成十進制為13 108，代入以上公式：13108×2．25／65536=0．45。得到FPGA讀到的數(shù)據(jù)計算的輸入電壓是0．45 V，而此時測得的實際輸入電壓是0．453 V。誤差很小，約為0．6％，基本由噪聲所致，采得的數(shù)據(jù)比較精確。
當(dāng)采集輸入為1．125 V直流量時，FPGA采集來的數(shù)據(jù)仿真如圖6所示。同理若取其中的7FE0h，此時算得的誤差約為0．8‰。
當(dāng)采集輸入為1．16 V直流量時FPGA采集來的數(shù)據(jù)仿真如圖7所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/190718.htm
從圖中可發(fā)現(xiàn)此輸入下數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到滿值(輸入超過1．125 V)，OF為高，說明數(shù)據(jù)有溢出。
當(dāng)采集輸入是由信號發(fā)生器給的200 kHz正弦信號時FPGA采集來的數(shù)據(jù)仿真如圖8所示。
由一個周期采樣點數(shù)公式N=Tsig／Tsam=fsam／fsig，知此輸入頻率下采樣點數(shù)為40 MHz／200 kHz=200，若看坐標(biāo)-250處的OF17h，則找出一個周期后的那個數(shù)是不是和初始值相同。FPGA坐標(biāo)為150時的數(shù)據(jù)仿真如圖9所示。它處在坐標(biāo)150的位置為OF07h，和OF17h相差很小。取對應(yīng)的多組數(shù)觀察都證明對模擬信號的數(shù)據(jù)采集亦是比較正確的。
結(jié)語
針對A／D轉(zhuǎn)換芯片LTC2207，詳細(xì)描述了以FPGA和ARM作為控制器的采樣設(shè)計。采用FPGA直接對A／D進行配置，避免了采用DSP、單片機等進行配置的傳統(tǒng)方式，因而設(shè)計靈活、簡單、通用性強。通過對采集來的數(shù)據(jù)進行仿真驗證，發(fā)現(xiàn)在ARM和FPGA的控制下16位A／D芯片LTC2207得到了很好的采集應(yīng)用。
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