本文介紹了一種基于浮點放大技術(shù)的寬動態(tài)范圍數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)采用AT89S52
作為核心控制器，采用12 位A/D 轉(zhuǎn)換器AD574A，應(yīng)用浮點放大技術(shù)，以低成本實現(xiàn)了120dB的大動態(tài)范圍數(shù)據(jù)采樣。由于采用硬件方式控制放大器的增益，放大倍數(shù)確定極快，并且采樣過程中應(yīng)用了流水線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集電路的流水線作業(yè)方式，因而系統(tǒng)不會因為增加了浮點放大電路而降低采樣速度。文章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的總體方案及部分硬件設(shè)計方案。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；浮點放大；AD574A
動態(tài)范圍是指系統(tǒng)允許的最大輸入信號幅值與能分辨的最小信號的幅值之比，是衡量一
個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，像陀螺儀的輸出信號等瞬態(tài)信號的采集，常常要求系統(tǒng)具備較寬的動態(tài)范圍。為了提高系統(tǒng)的動態(tài)范圍，通常的做法是增加A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率，然而高分辨率A/D 在轉(zhuǎn)換精度和速度上是難以兼顧的，若需要同時滿足高速和高分辨率的測量，A/D 的價格會變得十分昂貴。為了在低成本的前提下實現(xiàn)較寬的動態(tài)范圍，本文采用了浮點放大技術(shù)，系統(tǒng)根據(jù)輸入信號的大小動態(tài)地設(shè)定系統(tǒng)的增益，這就使得A/D 的輸入信號幅值總是處于半量程和滿量程之間，因而保證了在整個輸出信號范圍內(nèi)，信號的量化噪聲幾乎保持一致，同時提高了系統(tǒng)的動態(tài)范圍，并且，采用流水線結(jié)構(gòu)保證了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換速度。