3 系统实现
硬件实现主要包括元器件的选择、波形重构电路设计、信号调理技术、降噪技术等多种硬件处理技术。根据上述方案,主控制芯片选用全集成混合信号在片系统单片机C8051F060,FLASH 存储器还具有重新编程能力,可在线调试。C8051F060 自带16 位ADC,可采集反馈信号,符合信号源的需要,组成闭环控制系统,大大提高了系统的精度。设计中选用AD768 型D/A 转换器,它具有16 位的分辨率,理论精度为1/216=0.002%,满足该信号源0.01%的精度要求。该器件具有良好的直流和交流特性,最大数据更新速率为30MSPS,片上集成2.5 V 带隙参考电压,可保证输出电压的精度和稳定性。AD768 特殊的内部结构使其具有优越的动态精确度,并且单线控制,操作方便。
软件设计主要是指计算机产生各种控制命令和波形数据,制定相关通信协议,按照既定协议把命令和数据实时下传给单片机,保证计算机与单片机之间的正确通信。USB 串行总线每次下传8 位数据,但要求信号源精度为0.01%,用8 位数据不能达到要求,故选用了AD768.首先由计算机产生16 位的波形数据,并把每个16 位数据分离成3 个8 位数据,其他空余位用来标识高低位。在D/A 转换前,控制模块单片机C8051F060 和FPGA 的工作之一就是要把它们还原成原来的16 位数据,也就是数据的二次编码,这样AD768 收到的就是二次编码后完整的16 位数据。 |