数据采集与处理技术实验一

电子科技大学

实验报告

学生姓名：学号：指导教师：

实验地点：主楼C2 -103 实验时间：

一、实验室名称：测控技术实验室

二、实验项目名称：基于AD9481的高速数据采集系统实验

三、实验学时： 3

四．实验目的

1 了解数据采集的基本结构原理，包括模拟信号调理电路、模数转换电路、数据缓冲与存储电路、数据处理与显示、通信接口等；

2 学习基本的数据采集平台搭建、熟悉测试实验平台的操作；

3学习触发通道基本原理，加深对数据采集系统中触发功能的理解。

4理解信号调理电路的工作原理，包括衰减电路、放大电路、偏移调节电路。五．实验任务

1．在测控技术及嵌入式系统平台上，按照信号链路，学习了解实验系统各个模块的功能，包括模拟信号调理模块，ADC采集模块、处理及显示模块、电源模块、数字万用表模块等。

2 搭建电路模块并确认采集平台正常工作，实现波形的正确采集及显示。

3. 信号调理功能实验，掌握模拟通道对信号衰减、放大作用的原理；设置信号源发出频率、幅度固定的交流电压信号，并输入到模拟通道，分别调节采集系统的幅度档位，观察并记录测量结果表。

六．实验设备

1．信号源普源精电 DG4162一台/EE1462；

2. 测控技术及嵌入式实验平台PG1000一台；

七．实验内容

1信号调理通道无源衰减/放大实验

信号调理通道幅度档位（垂直灵敏度）分为两类：衰减档/放大档,在衰减档模式下（对应垂直灵敏度500mV/div~5V/div），首先是对信号做20倍的衰减，然后在送入后级电路。对于相同幅度的信号，由于衰减档位进行了较大衰减，送至ADC后信号幅度小于放大档位时候对应的幅度，在显示屏中可以明显看到。

输入800mVpp，1KHz的方波信号，在不同幅度档位下，观察显示的波形幅度（格数），显示的波形格数代表了输入到ADC的信号大小（显示格数与ADC量化成正比关系），并完成下表。

2 压控可变增益放大器实验

由于垂直灵敏度档位较多，不同档位对应不同的增益，这里就需要可变增益

放大器来调节实现，这里采用了压控增益放大器AD8337来实现。简单的说，不同的灵敏度档位，对应的压控电压不同。其中增益控制电压可以通过DMM测量图7中所示的测试点（红圈1所示的贴片电阻焊盘）。

12

图7 信号调理电路实物照片

输入800mVpp，1KHz的方波信号，在不同幅度档位下，显示的相对幅度不同，记录下表。

3 偏移调节电路实验

为了实现对波形的上下移位，需要给输入信号调节叠加直流偏置电压，这里用软件控制数模转换器产生直流可调电压，送至缓冲电路，如图8所示。

图8 偏置调节电路原理

调节位移旋钮，用数字万用表测量偏置调节电压（图7红圈2）可观察电压变换情况。

答：基线向上移动，电压增大；基线向下移动，电压减小。即随着直流偏置电压的增大可观测电压线性变大，电压变化范围约为620mV—1020mV。

八.思考题

1.通常模数转换器ADC为单电源供电器件，只能对单极性信号进行量化，如何用ADC进行双极性（正负）信号的量化？

答：可以采用二进制篇移码来进行编码，具体实现就是：二进制代码序列的中点为符号数，对应模拟输入电压的零电压；二进制代码全为零代表负数最大值（绝对值），对应模拟输入的负满度电压；二进制代码全为1代表正数最大值（绝对值），对应模拟输入的正满度电压。

2.下图中Vi为输入信号，Vadj为直流偏置调节输入电压，请给出V o与Vi、Vadj的关系式？

R3

答：根据理想运放的特性，有V+=V-，I+=I-。

运放正端有I+=0，V+=Vadj；

运放负端有V-=Vi-{(Vi-Vo)*R/(R+R)};

运放末端有vo=Vo*{R/(R+R)};

综上所述得：

vo=Vadj-Vi/2