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32通道压力信号同步采集

分类:工控自动化 | 成都万垒科技有限公司

32通道压力信号同步采集

本项目是一套 32 通道压力信号同步采集系统,设计基于 FPGA 控制 4 片 ADC(AD7606)实现 32 路通道并行采集,采样率不低于 1k,采样分辨率 16 bit,输入信号为 0-5V 的差分信号。

系统要解决的核心问题是同步。压力场测量、多点阵列测试这类应用需要各测点在同一时刻的读数才有对比意义,如果采用模拟开关轮流切换,通道之间会存在时间偏差,在动态压力下这种偏差会直接伪装成相位差。用 FPGA 统一驱动 4 片 AD7606,可以让 32 个通道在同一转换启动信号下完成采样。

AD7606 提供 16 位分辨率和片上输入钳位、二阶抗混叠滤波,配合前端的差分驱动与保护电路,可以较好地适配工业现场的 0-5V 差分压力变送器输出。PCB 设计上需要保证差分对等长、模拟地与数字地合理分区,并为核心电源提供足够去耦。

在 1k 采样率下,32 路每秒产生约 3.2 万点数据,系统侧需要设计好 FPGA 内部 FIFO、数据打包与上行接口,保证上位机能够持续稳定接收而不丢帧。

本项目可提供符合甲方要求的成品电路板一片,交付研发资料包含原理图、PCB 图和 FPGA 源代码,并配合完成样机联调、通道一致性测试与长时间稳定性测试,保留测试记录便于后续定型。

通道一致性是验收时最先被检查的指标。我们的做法是在同一标准信号源下对所有通道做轮询采集,统计各通道读数与标准值的偏差,并在固件中提供可选的校准系数,把系统性偏差补偿掉,使修正后的通道间差异收敛到可接受范围内。

上位机侧我们建议保留原始数据与修正后数据两套记录,便于后续追溯。原始数据用于判断漂移趋势,修正后数据用于实际分析。交付时提供数据格式说明,方便客户自行开发分析脚本。

关于同步触发,如果应用需要与外部事件对齐,我们可以在板卡上增加外部触发输入,让采样时刻由外部信号决定,并记录触发时间戳。这对冲击、瞬态压力等试验场景很有价值,建议在需求阶段一并提出。

系统交付后会附完整的通道误差记录,便于客户做后续验收与归档。