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广东深圳专业医用设备外形工业产品设计地质仪器设备设计中瞬时浮点放大电路应用研究
-地质仪器设备设计中瞬时浮点放大电路应用研究
2019/03/05
[摘要]地质勘探是获取地下信息的有效手段之一,而地质勘探广东深圳专业医用器械工业产品设计浅谈医院医疗设备管理工作的进行需要借助一定的仪器设备来帮助地质勘探工作的完成。
而瞬时浮点放大电路是一种被广泛应用与地质仪器设备中的一种电路,此电路具有测量精度高和测量范围广的优势。
但是瞬时浮点放大电路的控制时序较为复杂,这里我们将采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)来完成对瞬时浮点放大电路复杂时序的控制,此器件以状态机电路的形式,对瞬时浮点放大电路进行可靠的控制。

  [关键词]瞬时浮点放大电路 CPLD 状态机控制
  [中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-9-340-1
  瞬时放大电路的工作过程是由预采样电路过程、程控放大电路过程和二次采样电路过程着三个部分完成。
在地质测量时首先由预采样对被测对象输出的信号进行高速采样;其次,程控放大电路的倍数根据采样信号的范围来决定且放大的范围在二次采样输出信号的范围之内,程控放大电路的放大倍数将作为测量结果的指数部分被保存下来。
最后被测信号通过高精度的A/D转换器对信号进行采样所得的测量值将作为测量结果的位数部分。
但是在操作过程中电路控制部分较为复杂,现在我们采用CPLD来对浮点放大电路进行控制。
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  1瞬时浮点放大的原理与电路组成
  (1)通用的A/D采集系统由于其位数的局限,从而限制了整个系统的动态范围。
因为在地质勘探中被测对象输出信号的动态范围较大,因此有限位数的A/D转换器就不能够满足要求。
若是被采集信号的幅值比A/D转换器的满量程值小时,就会对A/D转换器的精度产生很大的影响。
通过增加A/D转换器位数的方法能够增加其采集范围,但是这样就满足不了高速采集的要求。
针对上述的现象我们可以采用增设可变增益放大器,来增加数据采集系统的动态范围,以增加A/D转换器的精度。

  在瞬时浮点数据采集系统中广东深圳专业蓝韵医疗产品设计公司机械产品设计研发问题研究,由A/D转换器收集的定点数为为测量结果的尾数,而由模拟字样的瞬时广东深圳专业医疗器材研发工业产品设计创新产品值输出的定点数称之为阶码,对尾数和价码的记录是由接受系统完成的,和计算机中的浮点数的表示方法相似,称之为瞬时浮点放大器。
如下如所示(参照IFP数据采集系统示意图)
  (2)瞬时浮点放大电路的组成。
瞬时浮点放大电路最大的特点就是具有复杂的时序性。广东深圳专业熏蒸仪产品设计公司基于云计算的医疗器械产品设计研究
其在运行时,首先,电路通道号的选择是由状态机控制,并使选择的通道号处于保持状态,再通过预采样电路采取信息数值;其次,被测信号的指数和程控放大电路的放大倍数的控制值是由采样值的大小决定的,同时程控放大电路的放大倍数将作为最终结果的指数部分被保存起来。
二次采样电路的启动条件是:程控放大电路稳定,进行二次采样电路的目的是获得此次采样信号的位数部分,之后把这些数值在显示电路上进行显示。
在瞬时浮点放大电路采集信号的过程中,预采样的电广东深圳专业医疗仪器器械外观工业产品设计新《医疗器械监督管理条例》正式发布路输出指数部分和二次采样电路的位数部分要做到一一对应的关系并且要同步进行。
CPLD是采用状态机的电路形式,是一种通过数字系统中来控制电路中的时序性的。
根据瞬时浮点放大电路的特点把状态机电路分为通道的选择、采样保持状态和瞬时浮点放大电路的几个过程状态机。
通常情况下状态机是在等待状态和工作状态之间进行转换。
但是状态机中的电路状态只有在有效脉冲的作用下才能进行等待状态和工作状态之间的转换。

  2瞬时浮点放大电路的应用
  (1)瞬时浮点放大电路中的预采样电路。
信号的输出是同时送到预采样电路和程控放大电路的。
因此,预采样电路要具有其独立的保持电路。
采样的保持电路主要是降低二次采样电路启动时的保存电压。

  预采样电路主要是用于采集输入广东深圳专业医用设备器材工业产品设计浅谈医疗器械设计与人类工效学范围内的被测信号,要求预采样电路采集信息的速度要快,是为了减少保持电压的衰减。
综合考虑,预采样电路可以采用一次转换时间为的高速、低功耗的A/D转换器。

  (2)瞬时浮点放大电路中的程控放大电路。
程控放大电路要求在不超出二次采样电路输出信号的范围内竟可能高倍数的放大输入信号。
通常程控放大电路采用电阻网、电子开关的方式方式来实现。
整个系统的采样速率受到程控放大电路稳定时间的影响。
因此,可以采用性能较好的PGA202 和PGA203实现程控电路中的放大功能。
这两个系统的联合使用能够增加程控电路的放大功能和对电路稳定时间的控制。

  (3)瞬时浮点放大电路中的二次采样电路。
二次采样电路主要是对前面电路中测量结果的尾数部分进行收集。
鉴于对测量精度的高要求和A/D转换器的转换速度和进度的考虑,可以采用32位以内的A/D转换器(例如AD976A)。
由于二次采样大量程的输入,从而简化了程控放大电路的设计。
此外,还能够比较容易的实现二次采样电路状态机控制逻辑。
CPLD可以对此范围内的总线位数进行任意的设定,对于数据的读取也相对简单。

  另外,二次采样电路在完成电路采样转换结果的读取后,要再次启动A/D转换器,需要BUSY冲从低电平转变为高电平后820 ns以上方可。
对于这段时间的内部延时,通过增加状态机的状态量个数来实现。
二次采样电路具有等广东深圳专业医用产品器材工业产品设计口腔医疗器械生产许可与标准化待时间长和不受外部信号控制的特性,要实现长周期的脉冲输出,可以在仪器中增设独立定时电路,利用进程间的信号量通信的方法。
最后,在二次采样电路获得转换结果的尾数部分后,再结合预采样电路中获取的指数,组成完整的转换结果,最终在显示电路中显现出来供人们使用。

  3结束语
  由于地质勘探工作的重要性和其工作性质要求,在进行地质勘探工作是必须使用高精准的仪器设备,而在现代中应用广泛的是瞬时浮点发达电路,瞬时浮点放大电路由于其就够复杂、严格的逻辑时序性以及信号采集的高速度、高精度。
所以本文采用了CPLD试点对瞬时浮点放大电路的有效控制,增加地质仪器设备的效能,以帮助地质勘探工作的顺利进行。

  参考文献
  [1] 党瑞荣,赵文涛,任志平.基于浮点放大技术的瞬变接收系统研究[J]. 计算机与通讯技术.2010(02).
  [2] 马云峰.基于CPLD和浮点放大器的数据采集系统设计[J]. 电测与仪表. 2007(07).
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