本文介紹了一種基于浮點(diǎn)放大技術(shù)的寬動(dòng)態(tài)范圍數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)采用AT89S52
作為核心控制器，采用12 位A/D 轉(zhuǎn)換器AD574A，應(yīng)用浮點(diǎn)放大技術(shù)，以低成本實(shí)現(xiàn)了120dB的大動(dòng)態(tài)范圍數(shù)據(jù)采樣。由于采用硬件方式控制放大器的增益，放大倍數(shù)確定極快，并且采樣過程中應(yīng)用了流水線結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集電路的流水線作業(yè)方式，因而系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)樵黾恿烁↑c(diǎn)放大電路而降低采樣速度。文章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的總體方案及部分硬件設(shè)計(jì)方案。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集；浮點(diǎn)放大；AD574A
動(dòng)態(tài)范圍是指系統(tǒng)允許的最大輸入信號(hào)幅值與能分辨的最小信號(hào)的幅值之比，是衡量一
個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，像陀螺儀的輸出信號(hào)等瞬態(tài)信號(hào)的采集，常常要求系統(tǒng)具備較寬的動(dòng)態(tài)范圍。為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，通常的做法是增加A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率，然而高分辨率A/D 在轉(zhuǎn)換精度和速度上是難以兼顧的，若需要同時(shí)滿足高速和高分辨率的測(cè)量，A/D 的價(jià)格會(huì)變得十分昂貴。為了在低成本的前提下實(shí)現(xiàn)較寬的動(dòng)態(tài)范圍，本文采用了浮點(diǎn)放大技術(shù)，系統(tǒng)根據(jù)輸入信號(hào)的大小動(dòng)態(tài)地設(shè)定系統(tǒng)的增益，這就使得A/D 的輸入信號(hào)幅值總是處于半量程和滿量程之間，因而保證了在整個(gè)輸出信號(hào)范圍內(nèi)，信號(hào)的量化噪聲幾乎保持一致，同時(shí)提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍，并且，采用流水線結(jié)構(gòu)保證了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換速度。