论文摘要：多通道高速数据采集VXI模块设计

VXI 总线在我国测试和仪器领域的应用日益广泛，代表了当今和未来测试系统技术的一个重要发展方向。数据采集是模拟世界和数字系统之间的桥梁，基于 A/D 变换的数据采集模块是组建 VXI 系统不可缺少的一个关键部件。设计、开发高性能、低价格的多通道VXI 数据采集模块，尤其是高速数据采集模块，将对推动我国的 VXI 系统应用起着积极的、十分重要的作用。本文设计的多通道高速数据采集VXI模块选择了高速、大容量可编程逻辑器件作为模块的逻辑控制单元和数据存储单元，采用了无处理器的体系结构，实现了对多通道输入信号的并行处理和高速存储传输。在数字系统的设计中，充分利用了FPGA的逻辑宏单元、存储器块、数字锁相环等资源，实现了不同通道数应用场合下最高采集时钟和存储深度的优化配置，并支持多种触发模式。本文充分运用“分相多路数字化技术”，采用4片AD9288进行分相并行采集，因此该模块的电路设计等同实现了双通道400SPS采样率、四通道200MSPS采样率等系列高速数据采集VXI模块的电路设计，使模块的应用更加灵活。为保证模块尺寸能够同时容纳8个通道的信号调理电路，采用了高度集成的模拟芯片来替代分立元件，这样大大减少了元件数量，节省了PCB空间，减少了电源种类。设计了具有无源衰减、阻抗匹配、偏置电压补偿、放大驱动功能的模拟前端信号调理电路，确保了总体测试精度。文中详细的讨论了触发电路、A/D转换电路及数据存储和传输电路的设计；使用Cyclone系列FPGA进行了模块的数据采集控制逻辑，使用CPLD实现VXI接口设计；总结了实际工作中遇到的一些问题和解决办法。