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基于正交矢量放大的MRS信号采集模块设计---- 采集

  基于正交矢量放大的MRS信号采集模块设计---- 采集模块硬件设计(一)

  核磁共振找水仪采用2节12V电池供电,本模块的电源输入为24V.设计中需要用到模拟±5V、数字+5V和数字+3.3V,所以需要用DC-DC模块进行电平转换。电路图如图4.1所示。

  首先系统24V电源经过接口P1输入DC-DC模块,二极管D1、D2起保护作用,电容C3进行滤波。DC-DC模块有2组输出,分别为±12V、AGND和VCC(+5V)、DGND,如图4.1(a)所示。其中,±12V组经过三端7805、7905转换成±5V和AGND给模拟部分供电,如图4.1(b)所示;VCC组给数字部分供电,数字部分有用到3.3V的,由VCC经过电平转换芯片REG1117-3.3转为3.3V供给,如图4.1(c)所示。

  在绘制PCB电路板时,将模拟和数字部分分开布局,并把它们放在板上的特定区域,这样可以使地层比较容易分开,使用起来比较方便。数字地层和模拟地层在板上的A/D转换器附近连用0欧电阻连接.

  本模块中的相敏检测器是利用CPLD和D/A转换器实现MRS信号和参考正弦信号相乘。由CPLD中的FLASH存储正弦波的波形,直接输入D/A转换器的数字输入端,放大后的MRS信号输入D/A转换器的参考输入端,D/A转换器输出两路信号相乘后的结果,要求D/A转换器为乘法型。

  核磁共振放大器输出的放大后的MRS信号幅度范围为-2.5V~+2.5V,要求D/A转换器参考电压输入范围要大于±2.5V.

  设计CPLD产生一个周期的正弦波用256个点,正弦波频率范围为1300Hz~3000Hz(全球拉莫尔频率范围),CPLD输出数字量的频率最快为768KHz,这就要求D/A转换器的建立时间在1.3μs以内。再考虑到精度、速率等问题,D/A转换器需要满足以下几个要求:

  经过综合考虑,选择DAC8820作为本模块中的D/A转换器芯片。DAC8820的主要技术指标有:

  由于DAC8820输出为电流型,所以应用时需要用运放转换成电压输出,电路图如图4.2所示。

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