瞬变光辐射信号探测的数据采集系统
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本文根据瞬变光辐射探测中强背景、弱目标的特点，设计出以FPGA为控制和处理的核心的数据采集方案。该方案采用背景与信号双重滤波通道，二级程控放大，有效地保证了信号采集质量;同时对目标信号采用变频存储，大大降低了对数据存储与传输的要求，保证了采集过程中有较一致的测量精度。
1 系统组成及工作原理
数据采集系统大致可分为三个部分：前级预处理模块，采样存储模块，FPGA控制模块，其中前级预处理模块包括光电转换器件，有源滤波器组，程控放大电路等。整个系统框图如图1所示，光电转换电路将进入系统的光信号通过探测器转化为电流信号，然后经跨阻运算放大器转换为电压信号。系统设计两个滤波通道：背景采用低通滤波，信号采用高通滤波。在起始状态，模拟开关默认选通背景通道，程控放大器设置为背景模式。背景信号经A/D采样后送入FPGA，进行阈值比较。当检测到大于阈值的情况时，FPGA对模拟开关进行通道切换，高通滤波器通道选通，同时程控放大器工作模式选择为信号模式。根据信号前陡后缓的特点，FPGA通过对A/D与FIFO的协同控制，实现数据先密后疏地采集存储。
3 FPGA控制逻辑设计
数据采集系统以FPGA为核心完成自适应阈值设定，工作模式切换、变频采样存储以及按照接口协议下传数据。数据采样和存储控制流程如图3所示。
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