数模转换方法和电路与设计方案

本技术公开了一种数模转换方法和电路,所述方法包括如下步骤:对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。本技术方法实现了在现有传统红外光谱测试设备基础上对数字化输出进行转换,变为传统的输出形式,从而实现利用现有设备来进行测试,取得了积极的技术效果。
权利要求书
1.一种数模转换方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;
基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;
对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述并行解码数据,包括:标准并行数据和时钟信号。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给DA转换芯片,包括:
在帧率低于给定阈值的情况下,基于FPGA程序将所有所述标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片;
在帧率高于给定阈值的情况下,基于FPGA程序选取指定位数的标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给DA转换芯片,还包括:
将FPGA降频至所述DA转换芯片可转换的时钟范围,并将帧起始信号、行起始信号和所述时钟信号经过隔离后进行信号输出。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出,包括:
通过运放电路对所述DA转换芯片输出的数据信号进行输出范围调节和驱动增强后进行模拟输出。
6.一种数模转换电路,其特征在于,所述电路包括:
图像解码电路,用于对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;
FPGA芯片电路,用于基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;
DA转换电路,用于对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。
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扩阴器7.如权利要求6所述的电路,其特征在于,所述并行解码数据,包括:标准并行数据和时钟信号。
8.如权利要求7所述的电路,其特征在于,所述FPGA芯片电路,用于,
在帧率低于给定阈值的情况下,基于FPGA程序将所有所述标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片;
在帧率高于给定阈值的情况下,基于FPGA程序选取指定位数的标准并行数据进行转换后输出给DA转
换芯片。
9.如权利要求8所述的电路,其特征在于,所述FPGA芯片电路,还用于,将FPGA降频至所述DA转换芯片可转换的时钟范围,并将帧起始信号、行起始信号和所述时钟信号经过隔离后进行信号输出。
10.如权利要求9所述的电路,其特征在于,所述DA转换电路还包括运放电路,所述运放电路用于对所述DA转换芯片输出的数据信号进行输出范围调节和驱动增强。
技术说明书
一种数模转换方法和电路
技术领域
太阳能热水器控制器本技术涉及数字化红外焦平面探测器光谱响应测试技术领域,尤其涉及一种数模转换方法和电路。
背景技术
红外焦平面探测器光谱响应测试,是红外焦平面测试环节中的重要组成部分,只有对光谱响应进行了准确测试,才可以绘制出相对光谱响应曲线,获知对应的前后截止波长和峰值波长,进而得到光谱因
子。对上述几个指标进行了准确测试后,才可以用于平均峰值探测率、平均峰值响应率和量子效率等指标的计算。其测试结果的有无和准确性在很大程度上决定了红外焦平面测试指标的完整性和准确性。在传统红外焦平面探测器测试中,由于其输出为模拟电压,有成熟的红外焦平面探测器相对光谱响应曲线测试设备,可以对其光谱响应进行测试。但是对于数字化红外焦平面探测器,由于其读出电路内部结构不同,像素级数字化有单路输出,并行十几路输出;列级数字化又是差分LVDS输出,这样的输出差异导致了市面上没有通用型数字化红外焦平面探测器光谱测试设备,而探测器的光谱响应又是探测器的重要测试指标,对于改进探测器工艺和用户使用有很大的指导意义。
红外焦平面光谱响应测试方法有两种:(1)单仪方法:在红外焦平面探测器窗口与黑体辐射面之间加装单仪,探测器窗口通过反射镜接收单仪分出的红外光,窗口与反射镜之间的距离在20cm-50cm之间,然后选取一个有效通道进行测试;(2)傅里叶光谱仪方法:红外焦平面探测器窗口对准傅里叶光谱测试仪的出光口,窗口与出光口之间的距离在2cm-10cm之间,选取一个有效通道进行测试,对该通道采集的信号进行傅里叶变换,输出光谱曲线。
图1为红外光谱响应测试的原理图,由傅里叶光谱仪、光谱仪控制模块、被测探测器、探测器驱动电路、信号采集与处理模块、计算机等组成。其中,光谱仪控制模块和信号采集处理模块从属于傅里叶光谱仪,构成完整的红外光谱响应测试设备。但该设备只具备模拟输出型红外探测器的信号采集能力,不能对数字化输出信号进行采集,导致了研发的很多款数字化红外探测器的红外光谱不具备测试
条件。红外光谱测试设备属于高精尖设备,尤其是数字化光谱测试,目前只有国外的几家厂商开发出了能够对数字化红外探测器光谱进行测试的设备,但价格昂贵,不易买到。
因此研发一款能够将现有傅里叶光谱仪充分利用,实用可靠,能够测量数字化红外探测器光谱的输出转换电路变得非常紧迫。
技术内容
本技术实施例提供一种数模转换方法和电路,在现有传统红外光谱测试设备基础上对数字化输出进行转换,变为传统的输出形式,从而实现利用现有设备来进行测试。
第一方面,本技术实施例提供一种数模转换方法,所述方法包括如下步骤:
对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;
基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;
对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。
可选的,所述并行解码数据,包括:标准并行数据和时钟信号。
可选的,所述基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给DA转换芯片,包括:
在帧率低于给定阈值的情况下,基于FPGA程序将所有所述标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片;
在帧率高于给定阈值的情况下,基于FPGA程序选取指定位数的标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片。
可选的,所述基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给DA转换芯片,还包括:
将FPGA降频至所述DA转换芯片可转换的时钟范围,并将帧起始信号、行起始信号和所述时钟信号经过隔离后进行信号输出。
可选的,所述对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出,包括:
通过运放对所述DA转换芯片输出的数据信号进行输出范围调节和驱动增强后进行模拟输出。
第二方面,本技术实施例提供一种数模转换电路,所述电路包括:
图像解码电路,用于对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;
FPGA芯片电路,用于基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;
DA转换电路,用于对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。
可选的,所述并行解码数据,包括:标准并行数据和时钟信号。
可选的,所述FPGA芯片电路,用于,
在帧率低于给定阈值的情况下,基于FPGA程序将所有所述标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片;睫毛器
在帧率高于给定阈值的情况下,基于FPGA程序选取指定位数的标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片。
可选的,所述FPGA芯片电路,还用于,将FPGA降频至所述DA转换芯片可转换的时钟范围,并将帧起始信号、行起始信号和所述时钟信号经过隔离后进行信号输出。
可选的,所述DA转换电路还包括运放电路,所述运放电路用于对所述DA转换芯片输出的数据信号进行输出范围调节和驱动增强。
本技术实施例对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。实现了在现有传统红外光谱测试设备基础上对数字化输出进行转换,变为传统的输出形式,从而实现利用现有设备来进行测试,取得了积极的技术效果。
上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为现有的红外光谱响应测试的原理图;
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图2为本技术第二实施例通用型数字化探测器数模转换电路板原理框图;线路转换器
图3为本技术第二实施例模拟型红外探测器光谱测试连接图;
图4为本技术第二实施例数字化红外探测器光谱测试连接图;
图5为本技术第三实施例电源防接反及限流保护电路原理图;
图6为本技术第三实施例Cameralink图像解码电路接口图
图7为本技术第三实施例FPGA程序烧写接口原理图;
图8为本技术第三实施例DA转换电路原理图;
图9为本技术第三实施例输出电路原理图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
第一方面,本技术第一实施例提供一种数模转换方法,所述方法包括如下步骤:
对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;
基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;
对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。
本实施例解决了当前设备只具备模拟输出型红外探测器的信号采集能力,不能对数字化输出信号进行采集,导致了研发的很多款数字化红外探测器的红外光谱不具备测试条件问题,实现了在现有传统红外光谱测试设备基础上对数字化输出进行转换,变为传统的输出形式,从而实现利用现有设备来进行测试,取得了积极的技术效果。
可选的,所述并行解码数据,包括:标准并行数据和时钟信号。
具体的说,上述方案可以是将通过输入接口输入的Cameralink串行LVDS数据,解码为标准的并行数据和时钟信号。
可选的,在本技术一个可选的实施例中,所述基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给DA转换芯片,包括:
在帧率低于给定阈值的情况下,基于FPGA程序将所有所述标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片;
在帧率高于给定阈值的情况下,基于FPGA程序选取指定位数的标准并行数据进行转换后输出给DA转换芯片。
具体的说,本技术方法可以针对不同的数字化探测器,适配不同的FPGA程序,实现状态的切换。在帧频比较低的情况下,可以全帧输出,在帧频过高情况下,可以采取隔列输出或者某行输出,类似于传统模拟探测器的多路输出模式而取其中一路。
更为具体的,在本实施例中,例如DA电路选取的芯片具备14位数模转换,为了提高信噪比,在本实施例中可以选取有效数据的高14位进行转换。可选的,在本实施例中,所述基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给DA转换芯片,还包括:
将FPGA降频至所述DA转换芯片可转换的时钟范围,并将帧起始信号、行起始信号和所述时钟信号经过隔离后进行信号输出。
具体的说,在输出数据的同时,将同步时钟信号和帧起始信号、行起始信号一同随数据输出,经过DA转换后,达到与模拟型红外探测器同样的输出形式。
例如DA转换电路选取的芯片具备14位数模转换,选取有效数据的高14位进行转换,同时降频至DA芯片可转换时钟范围,并将时钟信号、帧起始和行起始信号也输出至输出BNC接口,上述这些信号传输过程中还可以经过磁隔离电路进行干扰抑制。
可选的,在本技术又一个可选的实施例中,所述对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出,包括:
通过运放对所述DA转换芯片输出的数据信号进行输出范围调节和驱动增强后进行模拟输出。
具体的,基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片,DA转换芯片将FPGA主芯片电路提供的并行数字信号转换为模拟电平,前述磁隔离电路也可以采用磁隔离芯片的方式进行,磁隔离芯片设置在DA转换芯片之前,通过磁隔离芯片消除环境噪声和抑制干扰,在本实施例中在DA转换芯片之后设置运放环节,具体可以为运放芯片,通过运放芯片对所述DA转换芯片输出的数据信号进行输出范围调节和驱动增强后进行模拟输出。
更为具体的,在前述DA电路选取的芯片具备14位数模转换的基础上,14位数据信号经过DA芯片后再经过一级运放调节输出范围和增强驱动能力后给到输出电路进行输出。
第二方面,本技术第二实施例提供一种数模转换电路,所述电路包括:
图像解码电路,用于对通过输入接口的串行数据进行解码,获得并行解码数据;
FPGA芯片电路,用于基于FPGA程序将所述并行解码数据进行转换后输出给数模DA转换芯片;
DA转换电路,用于对所述DA转换芯片输出的数据信号调整后进行模拟输出。
本实施例解决了当前设备只具备模拟输出型红外探测器的信号采集能力,不能对数字化输出信号进行采集,导致了研发的很多款数字化红外探测器的红外光谱不具备测试条件问题,实现了在现有传统红外光谱测试设备基础上对数字化输出进行转换,变为传统的输出形式,从而实现利用现有设备来进行测试,取得了积极的技术效果。

本文发布于:2024-09-21 10:46:22,感谢您对本站的认可!

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