[实用新型]基于现场可编程门阵列的长时间低零漂数字积分器

说明书

技术领域

本实用新型涉及积分器系统领域，具体涉及一种基于现场可编程门阵列的长时间低零漂数字积分器。

背景技术

托卡马克实验装置测量中，分布在真空室周围的磁探针输出的感生电压信号往往只是某些待测物理量的微分量，需要通过积分运算，将他们还原成相应的磁场强度或者磁通信号，才可用于等离子体的诊断和反馈控制，积分器便是实现这一转换不可或缺的设备。随着托卡马克核聚变研究的不断发展，等离子体的放电时间越来越长，积分时间也越来越长，因此需要研制长时间低零漂的积分器。

由于运算放大器的输入失调电压V_IO、输入失调电流I_IO以及输入偏置电流I_B等将作为等效输入偏移量被积分，并且漂移量随着积分时间的增加而增大，这部分误差将会影响数据的精度。同时，运放的非理想性和电容的介质损耗和漏电也会引起积分器的非线性误差。严重时，这些误差将导致积分器溢出，使其失去对输入信号的积分作用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于现场可编程门阵列的长时间低零漂数字积分器，即FPGA的长时间低零漂数字积分器，使得输出信号具有很好的线性和保持特性。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于现场可编程门阵列的长时间低零漂数字积分器，由输入连接器、滤波电路、模拟开关切换电路、反相器电路、仪表放大器电路、A/D转换电路、FPGA、D/A转换电路以及输出连接器组成，其特征在于：所述滤波电路由电阻R27和电容C41组成，电阻R27和电容C41组成L型网络并联接在所述输入连接器的输出端，输入连接器的输出端向所述的滤波电路输出磁通或磁感应强度变化率信号；

所述模拟开关切换电路由二组模拟开关MAX4664(S1)和MAX4664(S2)并联组成，所述滤波电路的输出端分别通过到导线对应连接到二组模拟开关MAX4664(S1)和MAX4664(S2)的COM1引脚和COM3引脚；模拟开关MAX4664(S1)的GND引脚通过导线接地，V-引脚通过导线串接电容C43后接地，V+引脚和V1引脚通过导线分别串接电容C40、C42后共接地；模拟开关MAX4664(S2)的GND引脚通过导线接地，V-引脚通过导线串接电容C54后接地，V+引脚和V1引脚通过导线分别串接电容C52、C53后共接地；

所述反相器电路由反相器74F04(U1)组成，反相器74F04(U1)的第3引脚通过导线分别连接到所述模拟开关切换电路中模拟开关MAX4664(S1)的IN1引脚和IN3引脚，反相器74F04(U1)的第4引脚通过导线分别连接到所述模拟开关切换电路中模拟开关MAX4664(S2)的IN1引脚和IN3引脚；

所述仪表放大器电路由放大器INA217(U2)组成，放大器INA217(U2)的第4引脚通过导线串接电感L2后分别连接到所述模拟开关切换电路中模拟开关MAX4664(S1)的NC1引脚和模拟开关MAX4664(S2)的NC3引脚，电感L2的两端并联接有电阻R1；放大器INA217(U2)的第5引脚通过导线串接电感L3后分别连接到所述模拟开关切换电路中模拟开关MAX4664(S1)的NC3引脚和模拟开关MAX4664(S2)的NC1引脚，电感L3的两端并联接有电阻R8；放大器INA217(U2)的第13、7引脚通过分别导线串接电容C36、C39后接地，第10引脚也通过导线接地；