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        基于FPGA的超聲波氣體流量計中AGC的實現

        作者: 時間:2010-03-17 來源:網絡 收藏

        3 數字的設計
        數字系統組成包括A/D轉換器(ADC)、現場可編程門陣列()、可編程只讀存儲器(PROM),如圖2所示。


        3.1 選型簡介
        該設計采用Altera公司的ACEX系列器件EPlK30TCl44-3作為核心控制器,其特點是:高密集型;適合大容量應用的低成本可編程結構;多電平標準系統,其I/O接口可驅動2.5 V和3.3 v器件或被5 V器件驅動;靈活的內部連接;強大的I/0接口.對于每個I/0接口有獨立的三態輸出控制使能,對于每個I/O接口都有開漏輸出選擇。
        EPIK30TCl44-3型FPGA滿足該系統設計要求,30 000個邏輯門適合于數字系統設計所需的邏輯門數量;多電平標準簡化了FPGA與外部電路的接口;102個功能強大的I/0接口方便了FPGA外嗣電路設計;JATG邊界掃描功能為系統開發與完善提供了很大的方便。
        3.2 FPGA內部設計
        該設計主要由乘法器、門限判決、寄存器、加/減計數器4個模塊組成,實現40 dB動態范圍的控制。FPGA內部框圖如圖3所示。


        經A/D采樣后的信號x(n)進入FPGA進行處理。x(n)首先進入乘法器模塊與可控增益因子k(n)相乘,然后分成兩路。一路作為調整增益后的輸出y(n);另一路送入門限判決模塊。門限判別模塊包括門限判決器和增益查找表,門限判決器內設有高低2個門限,當輸入包絡信號電平大于高門限時,則認為輸入信號過大,應調整增益控制因子k(n)減小:當輸入包絡信號電平小于低門限時,則認為輸入信號過小,應調整增益控制因子k(n)增加。對于增加或減少的步進量g(n)則從增益查找表中得到。加/減計數器模塊根據查找表得到的步進因子g(n)及門限判決模塊提供的計數方向w(n)來調整增益控制因子的。
        3.2.1 門限判決模塊
        門限判決模塊用于限制加/減計數器控制號的波動,防止環路振蕩,其內設高低2個門之間的范圍即為AGC輸出信號的波動范圍。防止AGC發生振蕩,該范圍應該在滿足解調器要求的動態范圍條件下足夠寬,而不是恒定不變的電平值。如果大于高門限,則認為信號過大,首先送給加/減計數器一個向下計數的信號,然后根據信號的范同從查找表中確定加/減計數器的步進量;如果小于低門限,則認為信號過小,首先送給加/減計數器一個向上計數的信號,然后根據信號的范圍從查找表中確定加/減計數器的步進量;如果在兩門限之間,則加/減計數器的步進量為零。



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