瞬變光輻射信號探測的數據采集系統
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本文根據瞬變光輻射探測中強背景、弱目標的特點，設計出以FPGA為控制和處理的核心的數據采集方案。該方案采用背景與信號雙重濾波通道，二級程控放大，有效地保證了信號采集質量;同時對目標信號采用變頻存儲，大大降低了對數據存儲與傳輸的要求，保證了采集過程中有較一致的測量精度。
1 系統組成及工作原理
數據采集系統大致可分為三個部分：前級預處理模塊，采樣存儲模塊，FPGA控制模塊，其中前級預處理模塊包括光電轉換器件，有源濾波器組，程控放大電路等。整個系統框圖如圖1所示，光電轉換電路將進入系統的光信號通過探測器轉化為電流信號，然后經跨阻運算放大器轉換為電壓信號。系統設計兩個濾波通道：背景采用低通濾波，信號采用高通濾波。在起始狀態，模擬開關默認選通背景通道，程控放大器設置為背景模式。背景信號經A/D采樣后送入FPGA，進行閾值比較。當檢測到大于閾值的情況時，FPGA對模擬開關進行通道切換，高通濾波器通道選通，同時程控放大器工作模式選擇為信號模式。根據信號前陡后緩的特點，FPGA通過對A/D與FIFO的協同控制，實現數據先密后疏地采集存儲。
3 FPGA控制邏輯設計
數據采集系統以FPGA為核心完成自適應閾值設定，工作模式切換、變頻采樣存儲以及按照接口協議下傳數據。數據采樣和存儲控制流程如圖3所示。
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