单片集成R/D转换及数字处理技术研究与设计

介绍了R/D转换技术及单芯片产品的设计方法。探讨采用数字信号处理技术和Σ-ΔADC(模数转换器)实现数字R/D转换的方法。为满足系统的实时数据处理要求,对典型的Σ-ΔADC结构进行了改进,将Σ-Δ调制器得到信号的数字序列,通过内部合成正弦波序列和信号序列的互相关函数实现数字相敏检测。将ADC中的数字处理及滤波电路融合到R/D解算的2型闭环系统中,实现快速转换,简化了电路设计并有效降低芯片面积。数字积分及滤波器采用Verilog语言编写的RTL级代码,采用数模混合仿真实现R/D的整体电路验证。通过Matlab与cadence软件协同仿真方法对转换数据进行频谱特性分析。最后,给出了实际设计的R/D转换电路,实验结果表明,研制单芯片产品的性能指标与国外产品相同。

基于FPGA的道岔信号采集和故障监测单元设计

当前全电子计算机联锁系统对采集道岔信号的精度和故障监测的响应速度有越来越高的要求。而现场可编程门阵列FPGA有强大的并行数据处理能力,能够对道岔电流、电压等信号进行实时采集和数据分析,还能对故障进行监测,有效防止故障范围的扩大。该文针对全电子联锁系统和道岔的特点设计了一种基于FPGA的信号采集和故障监测单元,实现信号隔离、信号调理、信号滤波抽取和故障处理等功能。在搭建的道岔实验平台上进行测试运行后可知,该单元可以快速、准确地采集和处理输入信号,还可以有效地对故障进行报警。实验结果表明,该设计具有高实时性、高安全性和高可靠性的特性。