1 引言

　　在科研和工程中，数据采集系统具有很广泛的应用，针对各类电压型传感器输出的信号伏值不同这种情况，本文提出了一种能够控制增益的数据采集系统。该系统以FPGA 作为逻辑控制核心，选用仪表运算放大器AD623 作放大电路，ADG704 作为模拟开关，通过对FPGA 进行编程配置，控制模拟开关选通不同的电阻，选通电阻配合AD623 实现放大。同时该系统可以对多通道配置不同的增益，从而可以采集不同传感器输出的信号。实现了采集范围宽的采集要求。

　　2 系统设计方案

　　本设计采用现场可编程门阵列（FPGA）作为主控单元，实现整个系统的逻辑控制。整个系统的原理框图如图1 所示。从整个流程来看，系统主要由以下几个模块组成：运算放大模块、AD 转换模块、可编程逻辑器件控制模块。

                                  图1 系统设计原理框图

　　整个系统的工作流程为：首先确定各通道输入信号范围，从而确定各通道的增益，对FPGA 进行编程配置，使ADG704 选中增益配置电阻，经AD623 放大后通过精密运放OP113 跟随输出，通过多路选择器切换将模拟信号输出至AD转换器，将转换完成的数据通过FPGA 存储在FLASH。完成整个系统的数据采集。

　　3 典型电路设计

　　下图2 为运算放大模块电路图。

                                                     点击看原图

                                         图2 仪表运算放大电路图

　　该模块的核心为仪表运放AD623，AD623 是一个集成单电源仪表放大器，它能在单电源(+3V～+12V)下提供满电源幅度的输出,其增益设置范围为1~1000。AD623 通过提供极好的随增益增大而增大的交流共模抑制比(ACCMRR)而保持最小的误差,线路噪声及谐波将由于共模抑制比在高达200Hz 时仍保持恒定而受到抑制。增益可通过1 脚和8 脚之间的电阻设置，其公式如下：

　　G 为放大倍数。X R 为调节电阻。