项目简要总结

  • 完成FPGA板的焊接与调试,FPGA能够正常工作,烧录程序,实现与外部ADC之间的控制,以及与外部UART的通信。
  • 完成ADC板中的ADC芯片的输出数据的调试,ADC芯片能够正常完成采集数据与量化。
  • 未完成ADC板的模拟电路调试部分,最后得到的差分电压不能够达到项目需求。

项目出现的问题

在该项目中,我们所遇到的主要问题是在ADC板的模拟电路调试部分。调试过程当中:

  • 已完成部分
    • 光耦控制的交直流耦合部分正常工作
    • 多路开关选择经调试后正常工作,实现交流电压输入之后选择是否衰减40倍的效果
    • AD8061正常完成运放作用
    • ADC芯片正常工作,能够输出0.9V的输出共模电压。
  • 未完成的部分及出现的问题
    • 在下图所示的开关控制放大倍数的部分,在低电压幅度范围内能够正常完成放大倍数,而加大了电压幅度值之后,放大后的电压底部会出现失真变形的现象,未找到解决方案
    • 在下图所示的实现转换差分信号输出的部分,得到的差分电压幅度值未能达到要求。不论我们给出的输入信号为多大,得出的差分信号电压差始终处于3.8V左右,未找到解决方案

项目改进及方案

基于对模拟电路的调试遇到了瓶颈,经过和老师的讨论之后,我们修改了项目的部分方案。我们将信号发生器的信号电压加在ADC芯片所对应的管脚上,再将ADC板搭建在cyc10的开发板上,通过cyc10开发板上的8个LED指示灯的亮灭来观看ADC芯片是否正常完成采样。

测试视频如下:

这是加入正电压差的情况,可以得出加到0.7V时,LED灯的线性变化。

这是加入负电压差的情况,同样也可得出加到0.7V时,LED灯的线性变化。

上图中0代表LED灯亮,1代表LED灯灭。正电压差的高位始终为0,负电压差的高位始终为1。根据芯片手册,ADC芯片的输出数据格式为二进制补码,可表示的有效数据为7位。可得出,当正负压差都达到0.7V左右之后,达到饱和,由此可以推断出ADC的处理电压差在0.75V左右。

心得体会

  • 原理图要反复检查连线
  • PCB布局布线要规范,仔细检查
  • 调试电路要一步步走,不要一次性把所有元器件焊上,边焊接边调试
  • 对于各个芯片的数据手册要反复的看,熟悉芯片的工作方式,各个管脚的配置以及连接
  • FPGA的逻辑设计 时序触发,内部逻辑模块的设计。
  • 对示波器的了解