[发明专利]基于FPGA的信号分析系统

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的信号分析系统，包括：差分运放模块；SAR ADC 32 Bits模数采样模块，其与差分运放模块连接；FPGA数字信号处理模块，其与SAR ADC 32 Bits模数采样模块连接；MCU FFT分析模块，其与FPGA数字信号处理模块连接；以及TFT显示模块，其与MCU FFT分析模块连接。本发明基于FPGA的信号分析系统，其在测量时能够进行正负电压测量，可解决表棒插反问题。

技术领域

本发明涉及基于FPGA的信号分析系统。

背景技术

Delta-Sigma (ΔΣ)数模转换器对每一转换结果进行多次平均取样。转换器的采样过程通常采用有限冲击响应(FIR)或者无限冲击响应(IIR)数字滤波的方式。因此，它的采样时间和SAR或者流水线转换器相比要长，因为后两者每次转换只对信号进行一次采样。如果用户输入一个阶跃输入信号或者在多路复用器中切换一个输出通道，转换器需要花一定时间，因为数字滤波器要刷新信号。如果要对信号进行快速采样或需要查看某一特定时间点的信号，则需使用SAR模数转换器。

随着技术的进步，SAR ADC的分辨率也从原来的16 Bits,24 Bits发展到现在的32Bits，并且在采样率上超过Delta-Sigma技术10倍以上，达到MHz级别。所以使用FPGA的数字信号处理技术和SAR ADC高速高分辨率来实现实时信号分析测量更能够符合现今的测试需求。

基于FPGA的信号分析系统需要解决解决表棒插反的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPGA的信号分析系统，其在测量时能够进行正负电压测量，可解决表棒插反问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种基于FPGA的信号分析系统，包括：

差分运放模块；

SAR ADC 32 Bits模数采样模块，其与差分运放模块连接；

FPGA 数字信号处理模块，其与SAR ADC 32 Bits模数采样模块连接；

MCU FFT分析模块，其与FPGA 数字信号处理模块连接；

以及TFT 显示模块，其与MCU FFT分析模块连接。

优选的，所述FPGA 数字信号处理模块还连接有DDR2 数据缓存模块。

优选的，所述SAR ADC 32 Bits模数采样模块为单端输入。

本发明的优点和有益效果在于：提供一种基于FPGA的信号分析系统，其在测量时能够进行正负电压测量，可解决表棒插反问题。

使用差分运放和单端输入SAR ADC的结合实现来实现差分输入，差分输入电压的范围等于同相端模拟输入（AIN+)与反相端模拟输入(AIN-)之差。有了这两个输入管脚，输入电压的范围为：Full Scale =((Ain+(max)-Ain-(min)-(Ain+(min)-Ain-(max))；

当输入差分信号是正电压时，输出的数字信号也是正的；负电压差分模拟输入，输出负电压的数字信号；这样在测量时能够进行正负电压测量，可解决表棒插反问题。

附图说明

图1是本发明的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案是：

如图1所示，一种基于FPGA的信号分析系统，包括：