一种多通道复用的ad采集装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多通道复用的AD采集装置，包括可编程逻辑器件FPGA、AD转换器、模拟开关、精密电阻网络、CAN总线控制器、CAN总线驱动器，由精密电阻网络作为AD采集输入端，各路精密电阻网络连接模拟开关的输入端，模拟开关的输出端通过I2C总线连接运算放大器，运算放大器依次通过A/D转换器、电平转换芯片连接到可编程逻辑器件FPGA，可编程逻辑器件FPGA的控制端通过各自的光藕器件连接不同电压的每个模拟开关，可编程逻辑器件FPGA与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器与CAN总线驱动器连接。所述的模拟开关采用8个，每个模拟开关连接8个精密电阻网络。本实用新型采用模块化设计，可扩展性强、采样精度高、数字化传输，适用于恶劣环境下的模拟信号采样。
【专利说明】-种多通道复用的AD采集装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于自动控制领域，具体涉及一种多通道复用的AD采集装置，用于采 集各类模拟信号。
【背景技术】
[0002] 目前的AD采集装置一种是每一个采样回路自带模数转换电路，虽然也能实现多 回路采样，但回路数一般不能做的很多；另一种是几个采样回路共用一个模数转换电路，几 个回路之间通过继电器切换，但需要额外增加驱动电路，控制复杂而且由于继电器的固有 特性，切换速率一般为ms级，无法实现高速采样。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提了一种多通道复用的AD采集装置，用于采集各类传感器 输出的多路模拟信号。
[0004] 本实用新型的技术方案：本实用新型的多通道复用的AD采集装置包括可编程逻 辑器件FPGA、AD转换器、模拟开关、精密电阻网络、CAN总线控制器、CAN总线驱动器，由精 密电阻网络作为AD采集输入端，各路精密电阻网络连接模拟开关的输入端，模拟开关的输 出端通过I 2C总线连接运算放大器，运算放大器依次通过A/D转换器、电平转换芯片连接到 可编程逻辑器件FPGA，可编程逻辑器件FPGA的控制端通过各自的光藕器件连接不同电压 的每个模拟开关，可编程逻辑器件FPGA与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器与CAN总 线驱动器连接。
[0005] 每个模拟开关连接8个精密电阻网络。
[0006] 所述的精密电阻网络是电阻分压网络，由两个分压电阻R5208、R5209串联分压， 一个滤波电容C5108连接在分压点与地之间组成。
[0007] 所述的模拟开关采用8个。
[0008] 本实用新型的技术效果体现在：本实用新型的AD采集装置采用模块化、通用化设 计，64路采样回路相互完全隔离，64路采样回路完全独立受控采样，各回路适应性强，时 时性高、采样精度和采样频率高。本实用新型的AD采集装置集成度高、体积小、可靠性高、 抗干扰能力和环境适应性强，可方便地应用于各类工作场合。
[0009] 本实用新型可解决现有此类采集装置中可靠性和抗干扰性差、空间占用大、采样 回路自适应性差等问题。本实用新型适用于多通道、分时和恶劣环境下的高精度采样，具有 较好的应用价值和推广前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型的总原理框图；
[0011] 图2为本实用新型的电阻采样网络；
[0012] 图3为本实用新型的模拟开关网络。
【具体实施方式】
[0013] 以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014] 图1?图3为本实用新型的一个实施例。
[0015] 如图1所示，本实用新型包括可编程逻辑器件FPGA、AD转换器、模拟开关、精密电 阻网络、CAN总线控制器、CAN总线驱动器，由精密电阻网络作为AD采集输入端，各路精密 电阻网络连接的模拟开关的输入端，模拟开关的输出端通过I 2C总线连接运算放大器，运算 放大器依次通过A/D转换器、电平转换芯片连接到可编程逻辑器件FPGA，可编程逻辑器件 FPGA的控制端通过各自的光藕器件连接不同电压的每个模拟开关，可编程逻辑器件FPGA 与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器与CAN总线驱动器连接。电源模块对整个电路供 电。
[0016] 本实施例可编程逻辑器件FPGA控制8个模拟开关的控制端，每个模拟开关连接8 个精密电阻网络，实现对64路采样回路的分时采样，依次实现全部64路采样只需3. 2us。本 实用新型的采样回路由于使用了模拟开关实现了各通道之间的高速切换，只需一个模数转 换通路即实现了 64路模拟信号的高速采样，省去了 63个模数转换通路，节省了大量硬件成 本，体积也缩小为其它64路采样装置的四十分之一左右，同时也实现了 64路的独立可控。
[0017] 精密电阻网络是电阻分压网络，如图2所示，由两个分压电阻R5208、R5209和一个 滤波电容C5108组成。实际采样时可通过更改分压电阻的阻值实现任意电平模拟信号的采 样，将其信号幅度降至4V?4. 5V之间。
[0018] 模拟开关如图3所示，可编程逻辑器件FPGA控制模拟开关⑶4051的控制端A0、 A1、A2和INH，实现PADl?PAD8八路中那一路输出给10+，10+模拟开关的输出根据可编程 逻辑器件FPGA的指令使62路模拟信号中的一路输出给AD转换器，AD转换器将其转化成 12位数字信号输入给可编程逻辑器件FPGA，经运算放大器、隔离运放和AD转换器变成数字 信号，通过CAN总线控制器和CAN总线驱动器，以CAN总线的形式输出采样结果。每一个模 拟开关外接8个精密电阻网络，实现对8个采样通道的采样，8个通道之间的切换频率高达 20MHz，控制方式如表1所示。
[0019] 表1模拟开关控制方式
[0020]
【权利要求】
1. 一种多通道复用的AD采集装置，包括可编程逻辑器件FPGA、AD转换器、模拟开关、 精密电阻网络、CAN总线控制器、CAN总线驱动器，其特征在于；由精密电阻网络作为AD采 集输入端，各路精密电阻网络连接模拟开关的输入端，模拟开关的输出端通过I化总线连接 运算放大器，运算放大器依次通过A/D转换器、电平转换芯片连接到可编程逻辑器件FPGA， 可编程逻辑器件FPGA的控制端通过各自的光截器件连接不同电压的每个模拟开关，可编 程逻辑器件FPGA与CAN总线控制器连接，CAN总线控制器与CAN总线驱动器连接。
2. 根据权利要求1所述的多通道复用的AD采集装置，其特征在于：每个模拟开关连接 8个精密电阻网络。
3. 根据权利要求1或2所述的多通道复用的AD采集装置，其特征在于；精密电阻网络 是电阻分压网络，由两个分压电阻R5208、R5209串联分压，一个滤波电容巧108连接在分压 点与地之间组成。
4. 根据权利要求1或2所述的多通道复用的AD采集装置，其特征在于；模拟开关采用 8个。
【文档编号】G05B19/418GK204229198SQ201420602873
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】王明博, 安亚武, 查坤, 谢贵兔, 喻伟, 黄振 申请人:湖北三江航天万峰科技发展有限公司