基于FPGA的自適應(yīng)數(shù)字傳感器設(shè)計(jì)

在每次采樣之前設(shè)定PGA的增益為1，并對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，根據(jù)AD轉(zhuǎn)換的結(jié)果重新設(shè)定PGA的增益。對(duì)調(diào)整后的被測(cè)信號(hào)再次進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，并存儲(chǔ)AD轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。

3 自適應(yīng)數(shù)字傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)試
3．1 試驗(yàn)原理、方法及步驟
試驗(yàn)原理為自適應(yīng)數(shù)字傳感器根據(jù)加速度傳感器的輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)程控放大器的增益，對(duì)自適應(yīng)后的傳感器信號(hào)進(jìn)行采集存儲(chǔ)，并將數(shù)據(jù)上傳到驗(yàn)證系統(tǒng)，驗(yàn)證系統(tǒng)把同步采集的數(shù)據(jù)和自適應(yīng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，同時(shí)還原自適應(yīng)采集的數(shù)據(jù)。
測(cè)試方法是將加速度傳感器置于振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，用萬(wàn)用表、自適應(yīng)數(shù)字傳感器和驗(yàn)證系統(tǒng)同時(shí)記錄加速度傳感器的輸出信號(hào)，并把自適應(yīng)數(shù)字傳感器采集的數(shù)據(jù)還原成實(shí)際信號(hào)。根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析自適應(yīng)數(shù)字傳感器的性能。測(cè)量環(huán)境溫度20℃～25℃，每次測(cè)量開始之前開機(jī)預(yù)熱半小時(shí)。試驗(yàn)步驟如下：
(1)將加速度傳感器置于振動(dòng)臺(tái)中，將振動(dòng)臺(tái)的頻率設(shè)定為1 kHz，按照設(shè)定參數(shù)改變加速度信號(hào)幅值，從而改變加速度傳感器的輸出信號(hào)；
(2)根據(jù)離子風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速給試驗(yàn)臺(tái)加載加速度信號(hào)，通過(guò)萬(wàn)用表記錄傳感器的輸出，同時(shí)利用自適應(yīng)數(shù)字傳感器和驗(yàn)證系統(tǒng)自帶的高分辨率的采集卡采集數(shù)據(jù)；
(3)驗(yàn)證系統(tǒng)根據(jù)自適應(yīng)數(shù)字傳感器采集的數(shù)據(jù)還原加速度傳感器輸出電壓信號(hào)。
采用的加速度傳感器指標(biāo)如下：
量程：±5 000 g
靈敏度：1．098 mV／g