[实用新型]基于FPGA的模拟量采样电路

说明书

本实用新型提供了一种基于FPGA的模拟量采样电路，属于采样电路领域，包括FPGA和比较器，比较器的一端为采样信号的输入端，比较器的另一端与FPGA的若干个I/O口连接并分别串联有一电阻，相邻两个I/O口与另一端的连接点之间还串联有另一电阻。而运算放大器的输出端反馈连接至FPGA的另一I/O口。本实用新型通过将FPGA与电阻采样网络结合，利用FPGA的特性对采样输入信号进行跟踪采样，从而简化电路、降低成本、降低FPGA的内部资源占用率，适用于不需要过高精度采样要求且需要控制成本，对稳定性要求高的工业模拟量采样。

技术领域

本实用新型属于采样电路领域，具体地讲是一种基于FPGA的模拟量采样电路。

背景技术

模拟量采样在是一种在工业现场有着广泛的应用与需求的电路技术，无论是机房监控系统、温度传感器控制系统、消防报警系统、自动化控制、远程数据采集系统都需要进行模拟量的采样。

而采用FPGA（即现场可编程门阵列，是一种通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元，完成既定设计功能的数字集成电路）驱动数模转换器，例如AD7892，AT84AS003等，来进行模拟量采样则是其中应用最为广泛的。但上述应用FPGA的方法对FPGA内部程序资源的占用率过高，且成本也较高。

基于此，提出本案申请。

发明内容

为解决现有技术中应用FPGA的采样电路占用率过高的问题，本实用新型提供了一种基于FPGA的模拟量采样电路，其能够降低FPGA的资源的占用，降低FPGA的工作压力。

为实现上述目的，本实用新型采用的方案如下：基于FPGA的采样电路，包括FPGA和一运算放大器，该运算放大器的负输入端为采样信号的输入端，负输入端并联一电容后接地，正输入端串联第一电阻后接地。FPGA的8/10/12/14/16个I/O口上分别串联第二电阻后并联至运算放大器的正输入端；相邻两个I/O口与正输入端的连接点之间串联有第三电阻。运算放大器的输出端反馈连接至FPGA的另一I/O口。

本实用新型进一步设置如下：第一电阻阻值为20K。

本实用新型进一步设置如下：第二电阻阻值为20K。

本实用新型进一步设置如下：第三电阻阻值为10K。

本实用新型进一步设置如下：电容的电容值为10~470µF。

本实用新型进一步设置如下：所述运算放大器为比较器。

本实用新型技术方案的工作原理如下：通过FPGA控制8个（或10、12 、14、16个）I/O口输出相应电流，通过电阻网络（第一电阻、第二电阻与第三电阻形成）进行DA变换后连接至比较器，比较器的另一端连接着模拟量的输入，对二者大小进行比较，将比较结果送入FPGA，如DA变换后的模拟量大于输入的模拟量，则FPGA接收到信息后，控制IO口做出相应的变换，降低输出；相应的如DA变换后的模拟量小于输入的模拟量，则FPGA控制IO口提高输出。通过不断的交替变换使其贴近模拟量变化的曲线，从而完成对输入模拟量的跟踪采样。

本实用新型技术效果如下：本方案通过采用电阻网络作为DA变换电路，结合FPGA的结构特性以比较器为中心，实现跟踪采样，相较于传统方案——避免了AD芯片的使用，既能够是电路简单化、控制成本，还能够减少FPGA的资源占用，使FPGA可以有更多资源处理其它工作。并且，相较于传统采用FPGA驱动AD芯片的方案，其统稳定性高，更能够使用工业现场的使用场合。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例整体示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。