瞬變光輻射采集系統(tǒng)設計
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2．2 采樣存儲電路
由于目標信號動態(tài)范圍很大(約為80 dB)，因此需要選擇寬動態(tài)范圍的ADC來實現對信號的采集。采用14 b ADC采樣幅度變化達4個數量級的動態(tài)范圍的信號，能滿足系統(tǒng)所要求的高探測靈敏度要求。但是由于A／D轉換器件都存在精度誤差，用高精度的A／D轉換元器件當作低精度的A／D轉換元器件使用可以減小精度誤差。本設計采用ADI公司的16 bAD976A。AD976A低功耗16 b逐次逼近式A／D轉換器，轉換速度為200 KSPS，可選用內部或是外部的2．5 V參考電源。AD976允許16 b一次并行輸出，又可以以兩個8 b的形式輸出。設計中為節(jié)省管腳采用雙8 b輸出。
為了保證在不同時鐘域間準確地傳輸數據，數據緩存采用異步FIFO。異步FIFO具有高速、可靠性好等特點，能夠避免不同時鐘間由于相位差異造成數據的誤采樣。設計中采用的IDT7204是IDT72XX系列中的4 096×9 b的CMOS雙口存儲緩存芯片。內部讀、寫指針在先進先出的基礎上進行讀寫，其寫時鐘W和讀時鐘R由外部提供；滿標志()和空標志()控制數據的溢出和空讀，仿真存儲器滿時寫入數據，能方便地進行任意字深和字長的擴展。
3 FPGA控制邏輯設計
數據采集系統(tǒng)以FPGA為核心完成自適應閾值設定，工作模式切換、變頻采樣存儲以及按照接口協(xié)議下傳數據。數據采樣和存儲控制流程如圖3所示。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/194600.htm
3．1 自適應閾值設定
自適應閾值的設定是根據當前背景噪聲的大小進行現有閾值進行更新。系統(tǒng)默認的工作狀態(tài)是背景檢測模式，當采集到系統(tǒng)所要求的數據個數后，將這些數據求其有效值后乘以一個加權系數(一般情況下是5～10)作為當前的閾值。系統(tǒng)每隔一段時間給FPGA重新賦閾值。當所采集的數據的幅值連續(xù)超過當前閾值設定的次數時，此時系統(tǒng)判定當前的背景信號發(fā)生，FPGA控制切換相關的電路，啟動相關的電路工作。這樣做的目的是防止高能粒子撞擊光學鏡頭或是光罩，瞬間產生超過當前閾值的能量造成誤觸發(fā)。
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