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(三)

4.5采集电路

4.5.1采集电路设计要求

锁定放大器的两个通道的信号同步性要求很高，需要同步采集芯片来实现。另考虑到仪器的需要，使本采集模块能够采集信号全波，采集芯片至少需要3个采集通道。由于采集的是信号包络，采样率不要求太高，本设计中采用1/4倍Lamor频率来进行采集。本设计中选择6通道同步采集芯片AD7656来实现.

4.5.2 AD7656电路实现

AD7656电路图如图4.19所示。AD7656是16位，6通道同步采集芯片，可以工作在串行或者并行模式下。本设计中对采样率要求不高，而单片机I/O口有限，所以选择工作在串行模式下。在串行模式下，一些管脚都进行了必要的接地。为了采集的精确性，芯片所有的AVCC和AGND之间都接了滤波电容，消除电源中的干扰。AD7656有V1～V6六个模拟输入管脚，组成了A、B、C三对同步采集组。经过低通滤波器后的同相、正交两路信号分别输入V1、V2管脚，由单片机控制CONVST A管脚来实现同步采集的开始与结束。MRS信号直接输入V3管脚，需要的时候由单片机控制CONVST B管脚来实现信号全波采集的开始与结束。剩下的V4、V5、V6管脚作为扩展接口使用。

AD7656采集与数据传输时序图如图4.20所示。单片机将CONVST A管脚置高电平控制开始采集，AD7656将V1、V2管脚检测到的电平转换为二进制数，存在内部寄存器中。在CONVST A的上升沿，BUSY管脚置高电平表示芯片正在转换。转换完成后，BUSY管脚恢复低电平，通知单片机开始接收二进制数据。单片机检测到BUSY管脚恢复低电平后，将CS管脚置低电平，并产生SCLK时钟接收AD7656寄存器内的二进制数据。数据传送完后，单片机将CS管脚恢复高电平，CONVST A管脚恢复低电平，采集完成。