用于流式细胞仪的数据采集系统设计与实现

针对流式细胞仪的应用需求,设计了一种基于 ADS5560模数转换芯片的多通道高速高精度同步数据采集系统。该系统以CDCE18005时钟芯片为采集信号发生器,以 MSP430单片机为系统控制核心。依据系统的工作模式,设计了系统的硬件架构以及相关的电子电路,并讨论了系统中芯片的配置方法。通过实验验证,在30 MHz 的采样频率下,系统8个同步采集通道间最大延迟2.8 ns,各通道采样有效位数(ENOB)可达13.86位。     

基于ARM的多通道高精度内记仪系统设计

介绍了一种基于TI公司ARM Cortex-M3内核处理器的多通道高精度内记仪系统设计。该系统以LM3S3748处理器为核心控制单元,利用24 bit高精度ADC芯片LTC2444实现了八通道的数据采集,处理器与ADC芯片通过SPI协议实现数据传输。同时,该系统通过USB设备与PC连接,实现了大量数据的快速转移。目前,该内记仪系统已在相关项目上得到应用,经过实践达到了预期的性能,使用稳定可靠。     

625 MS/s、12 bit双通道时间交织ADC的设计研究

基于40 nm CMOS工艺,设计了一款625 MS/s、12 bit双通道时间交织模数转换器(ADC)。单通道ADC采用了前端无采保模块的流水线架构以降低系统功耗。系统采用了宽带高线性度前级驱动电路以及高速高精度栅压自举开关以保证交织系统的有效输入带宽。一种基于辅助通道的后台校正算法被用于校正通道间采样时间失配,该后台校正方法可适用于完全随机输入信号。芯片核心面积为0.69 mm~2。后仿真结果表明,该625 MS/s、12 bit时间交织ADC在全速率下进行奈奎斯特采样,系统无杂散动态范围(SFDR)为67 dB,信号-失真噪声比(SNDR)为58.5 dB,功耗为295 mW,满足设计指标,证明了设计的有效性。     

电容器成套设备智能在线监测记录装置的设计

本文设计了1套针对电容器成套设备运行状态的智能监测与记录系统.该系统采用德州仪器（TI） DSP＋ ARM双核架构的OMAPL138处理器;外接4片美信（Maxim）的8通道、16位、同时采样ADC芯片MAX11046实现32通道同步高精度数据采集.运用线性同步化算法对采样序列进行重新定位,经快速傅里叶变换（FFT）得到结果.根据基波电压和流过电容的基波电流可以计算当前的电容值,此值与标准的电容值进行比较,根据相对变化量的大小判断电容器的运行状态.当电容器退出运行时还能测量电容上的残压.该系统可保障电容器成套设备的安全运行,同时对设备故障进行定位与分析.以上优点使该系统在电力领域具有广阔的应用前景.     

一种用于谐波测量的全数字同步采样算法

提出了一种用于高精度谐波测量的全数字同步采样算法,其原理是根据电网的基波频率动态地调整过采样模数转换器（ADC）中抽取电路的抽取率,使得抽取后的系统采样频率可以跟随基波频率的变化而变化。与传统的模拟锁相环（PLL）和软件同步采样算法相比,该算法完全由数字电路实现,更加节省硬件面积,适合于数模混合系统的应用开发。文中给出了一个包含delta-sigma ADC、频率测量模块、抽取率控制单元和64点快速傅里叶变换（FFT）计算引擎的、用于实际混合系统芯片设计的Simulink仿真模型。对于采样频率是1.638 4 MHz、带宽是1.6 kHz（可计量31次谐波）的谐波测量系统,在电网频率波动±5%的条件下,同步采样后基波和谐波有效值误差分别小于0.001%和0.02%。     

高速率高精度数据采集系统的设计

本文对实现高速率高精度的方案进行了讨论,并对基于子区式的高速率高精度数据采集方案进行了详细的分析,重点分析了各个部分的作用以及在芯片选择时应该注意的问题.该系统可达到采样速率17.12MHz,转换位数18bit.     

基于FPGA的超多通道高速数据采集系统设计

为了实现高清晰度油气管道漏磁检测器高精度多通道数据采集的要求,采用AlteraCyclone系列FPGA EP1C6为核心控制模块,结合AD9223模数转换芯片构建了超多通道、高速数据采集系统。利用VHDL编程构造双口RAM和状态机,在FPGA中实现了采集过程中的数组组织与存储。该系统能够完成660路、最大采样率为132kHz、精度为12位有效数位的模拟信号采集。文中介绍了数据采集系统的构成和设计过程,给出了系统的实验结果。     

PicoScope 5000D系列:“功能齐全的多面手”

正英国比克公司(Pico Technology)推出Pico Scope5000D系列FlexRes示波器和MSO,其纵向分辨率高达16位,带宽高达200 MHz,采样速率高达1 GS/s。FlexRes硬件在不同时间交织及并行组合中的输入通道上采用多个高分辨率ADC,以优化采样速率,8位ADC分辨率时采样速率可高达1 GS/s,采样率为62.5 MS/s时ADC分辨率可高达16位,或可实现位于二者之间的任意组合。Pico Scope 5000D MSO型号增加了16个数字通道,可为模拟和数字通道提供精确的时间交互关系。可对数     

基于DSP的微机继电保护装置数据采集系统设计

介绍了一种用于电力系统微机保护装置的数据采集系统,该系统采用数字信号处理器(DSP)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)以及高精度模数转换芯片MAX125为核心芯片,给出了系统硬件结构的主要电路部分及其原理,并分别介绍了数字信号处理器及模数转换芯片的选择原则及其技术特点。测试结果表明:该系统具有采样速度快、运算结果精度高、可靠性高、可升级等优点。     

多通道能谱分析系统的通道复用技术

能谱分析是一种重要的核辐射分析方法,探测器将接收到的核辐射脉冲转化为电信号,经电路整形后送入ADC进行数模转换,然后再经处理器处理得到能谱数据。ADC采样率和采样位数越大,测得的核脉冲信号就越准确,系统的能量分辨率就越高。而高采样率与采样位数往往不可兼得,为了提高能谱分析系统采样率,提出采用通道复用技术让多个16位ADC并行采样以提高采样率。使用NI公司的8通道USB‐7845R数据采集卡,将两个采样率为500 k／s的ADC复用得到1 M／s的采样率,构建了4通道的能谱分析系统,验证了通道复用技术的可行性和稳定性。实验结果表明,多通道复用技术可以在不改变硬件电路的情况下提高能谱分析系统的采样率,从而提高能量分辨率。     

高精度A／D转换器AD7711A及应用

ＡＤ７７１１Ａ是基于Δ－Σ技术的高分辨率２４位Ａ／Ｄ转换芯片,文中介绍了其特点和应用。并介绍了一种用ＡＤ７７１１Ａ,单片机和ＰＣ构成的高精度橡胶硫化温控系统,该装置的稳态误差精度达±０．３℃。     

双通道100MSa/s数据采集PXI模块的设计

采用高性价比A/D转换器、大容量FPGA、PCI9052等器件设计高速数据采集系统.结合PXI总线规范,介绍系统的软硬件结构,并对带宽问题、接口问题提出较好的解决方案.该系统可实现8位分辨率的双通道100MSa/s的数据采集,模块体积小巧、价格低廉可广泛应用于各种数据采集.     

线阵CCD光谱分辨率检测系统设计

在分析光谱测试仪器检测设备发展现状的前提下,为解决光栅分辨率测试仪器中存在的电路复杂、探测器灵敏度低、结构可变通性差等问题,设计了一种以线阵CCD ILX554B为探测器的、以STM32F103为主控单元的线阵CCD光谱分辨率检测系统。系统利用片上高速时钟产生线阵CCD所需的驱动时序,经片上ADC采样后获取实时的光谱数据,将采集的数据经USB接口上传给上位机进行处理,获得最终的被测分光器件的光谱分辨率信息。最后,分别以汞灯和氩灯为光源,利用所设计的系统对光栅分辨率进行了测试,实验数据表明,在500 k Hz的驱动频率下,系统光谱分辨率可以达到0.01nm。系统满足低成本、高精度、稳定和可靠等要求。     

温度测量模块的设计与实现

介绍了一种温度测量模块的设计方法。该设计基于24bit高精度ADC芯片ADS1248,采用数字温度传感芯片做冷端补偿,采取有效的抗干扰措施,实现了一种低成本高精度八路热电偶温度测量模块。     

An adaptive continuous-time incremental Σ∆ ADC for neural recording implants

In this paper, an analog-to-digital converter (ADC) with adaptive resolution is presented for wireless neural recording implants. The resolution of the ADC is changed according to the neural signal content, and for this purpose, a continuous-time (CT) incremental sigma-delta (IΣ∆) modulator is employed. The ADC digitizes the action potential (AP) and background noise (B-noise) with 8-bit and 3-bit resolutions, respectively. An automatic AP detector is used to separate the APs from the B-noise in order to select one of the two proportional resolutions. The power dissipation and output data rate of the ADC are reduced by using this technique. Analytical calculations and behavioral simulation results are provided to evaluate the performance of the proposed ADC. To further confirm its efficiency, the circuit-level implementation of the CT IΣ∆ ADC is presented in Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) 90-nm complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process. According to the simulation results, the proposed ADC achieves 8-bit or 3-bit resolution adaptively with 10 kHz bandwidth while the average power consumption is less than 1.89 μW from a single 1-V power supply.     

超高速数据采集系统的设计与实现

介绍一种基于单片ADC、采用多路存储技术、采样速度达600MHz的超高速数据采集系统的设计思想、实现方案和性能分析。系统采用8路存储技术，大大减轻了数据存储和传输的压力，提高了系统工作的可靠性和稳定性。     

基于FPGA的干涉信号双ADC采集系统设计

干涉信号在光谱分析领域有着广泛应用.干涉信号具有动态范围大的特点,为了提高其采样精度,设计了一种以FPGA为核心的双ADC采集和数据处理系统,将输入信号分两路分别进行预处理和AD量化,并通过FPGA进行校正、滤波等信号处理得到一路高精度采集的干涉信号,由CameraLink接口传输至上位机进行显示和分析.通过上位机MATLAB对采集数据进行分析,并与单通道采集结果进行对比,证明采用本文的双ADC采集系统能够提高干涉信号的量化精度,对得到更精确的光谱分析结果具有重要的意义.     

阵列式气体传感器的信号采集系统设计

为了对室内空气质量和环境中有害气体浓度进行监测,设计一款MSP430F149单片机阵列式气体传感器信号采集系统。该系统设计一种新型的信号采集电路,采用单片机内部ADC模块对气敏传感器敏感电阻进行采样,并通过UART串口将采集到的数据发送到LabVIEW上位机,实时显示气敏元件电阻变化。给出信号采集系统的硬件设计以及MSP430F149单片机和LabVIEW上位机的软件设计方案,通过实验验证该阵列式气体传感器信号采集系统的正确性和可行性,具有较高采集精度和环境适应性,有非常广阔的应用前景。     

Micropower CMOS Integrated Low-Noise Amplification, Filtering, and Digitization of Multimodal Neuropotentials

Electrical activity in the brain spans a wide range of spatial and temporal scales, requiring simultaneous recording of multiple modalities of neurophysiological signals in order to capture various aspects of brain state dynamics. Here, we present a 16-channel neural interface integrated circuit fabricated in a 0.5 mum 3M2P CMOS process for selective digital acquisition of biopotentials across the spectrum of neural signal modalities in the brain, ranging from single spike action potentials to local field potentials (LFP), electrocorticograms (ECoG), and electroencephalograms (EEG). Each channel is composed of a tunable bandwidth, fixed gain front-end amplifier and a programmable gain/resolution continuous-time incremental DeltaSigma analog-to-digital converter (ADC). A two-stage topology for the front-end voltage amplifier with capacitive feedback offers independent tuning of the amplifier bandpass frequency corners, and attains a noise efficiency factor (NEF) of 2.9 at 8.2 kHz bandwidth for spike recording, and a NEF of 3.2 at 140 Hz bandwidth for EEG recording. The amplifier has a measured midband gain of 39.6 dB, frequency response from 0.2 Hz to 8.2 kHz, and an input-referred noise of 1.94 muV _rms while drawing 12.2 muA of current from a 3.3 V supply. The lower and higher cutoff frequencies of the bandpass filter are adjustable from 0.2 to 94 Hz and 140 Hz to 8.2 kHz, respectively. At 10-bit resolution, the ADC has an SNDR of 56 dB while consuming 76 muW power. Time-modulation feedback in the ADC offers programmable digital gain (1-4096) for auto-ranging, further improving the dynamic range and linearity of the ADC. Experimental recordings with the system show spike signals in rat somatosensory cortex as well as alpha EEG activity in a human subject.     

基于SPI总线的高速串行数据采集系统设计

针对目前嵌入式数据采集系统对数据采集的精度、速度的要求越来越高,同时又要求接口电路简单、传输可靠性好,本文介绍了基于高速高精度ADC芯片AD7674与DSP芯片TMS320F2812组成的嵌入式数据采集系统.通过SPI总线,可将AD7674与TMS320F2812直接相连,方便地实现了高速串行数据的传输,并给出了SPI的接口电路及软件设计.实验结果表明,采用基于SPI总线的嵌入式数据采集系统硬件结构简单、传输速率高、可靠性好.