[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

摘要

本实用新型公开了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。本实用新型器克服了现有积分器的不足，在HT-7超导托卡马克现场使用10分钟内漂移不到10mv，输出信号具有良好的线性和保持特性。

主权项

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；所述A/D转换电路由A/D转换器ADS8505(U4)和A/D转换器的驱动电路组成，A/D转换器的驱动电路由放大器OPA132组成，放大器OPA132的反向输入端通过导线串接电阻R3后连接到所述所述仪表放大器电路中放大器INA217(U2)的第11引脚；放大器OPA132的正向输入端通过导线一次串接电容C33、电阻R2后连接到输出端，电阻R2的两端并联接有电容C32，放大器OPA132的正向输入端还通过导线接地；放大器OPA132的正极电源接线端通过导线接入+12V直流电源，放大器OPA132的正极电源接线端通过导线接有由电容C11、C24并联组成的支路后接入+12V直流电源，电容C11、C24之间通过导线接地；放大器OPA132的负极电源接线端通过导线接入 12V直流电源，放大器OPA132的负极电源接线端通过导线接有由电容C14、C26并联组成的支路后接入 12V直流电源，电容C14、C26之间通过导线接地；所述A/D转换器ADS8505(U4)的第1引脚通过导线串接电阻R6后连接到驱动电路中放大器OPA132的输出端，第1引脚还通过导线串接电阻R9和电容C27后接地，电阻R9和电容C27之间的连线上设有第一接线端，从所述的第一接线端引出导线接入述A/D转换器ADS8505(U4)的第4引脚，电容C27和地之间的连线上设有第二接线端，从所述的第二接线端引出导线接入述A/D转换器ADS8505(U4)的第5引脚；所述A/D转换器ADS8505(U4)的第3引脚通过导线串接电容C25后与第2引脚共接地；所述A/D转换器ADS8505(U4)的第5引脚通过导线串接电阻R15后与第14引脚共接地；从所述A/D转换器ADS8505(U4)的第27、28引脚一同通过导线接有由电容C12、C37并联组成的支路后引出，作为输出端，电容C12、C37之间通过导线接地；所述A/D转换器ADS8505(U4)的第23引脚通过导线接地；所述FPGA的I/O接口的第2引脚通过导线连接到从所述A/D转换电路中A/D转换器ADS8505(U4)的第27、28引脚引出的输出端上；所述FPGA的I/O接口的第49引脚通过导线连接到所述反相器电路中反相器74F04(U1)的第3引脚；所述D/A转换电路由D/A转换器DAC741(U3)组成，所述D/A转换器DAC741(U3)的第2引脚通过导线接有由电容C15、C45组成的并联支路后接入 12V直流电源，电容C15、C45之间通过导线接地；所述D/A转换器DAC741(U3)的第3引脚通过导线接有由电容C45、C16组成的并联支路后接入 12V直流电源，电容C45、C16之间通过导线接地；所述D/A转换器DAC741(U3)的第4引脚与第47引脚之间通过导线接有滑动变阻器R13，其中第4引脚接入滑动变阻器R13的一个接线端，第46引脚接入滑动变阻器R13的滑动接线端，滑动变阻器R13的另一个接线端通过导线接地，从第4引脚与滑动变阻器R13的连线上引出导线依次串接电阻R11、滑动变阻器R14后接地；所述D/A转换器DAC741(U3)的第6、7引脚通过导线共接地；所述D/A转换器DAC741(U3)的第10引脚通过导线串接电阻R21后连接到所述滑动变阻器R14的滑动接线端；所述D/A转换器DAC741(U3)的第26、45引脚分别通过导线接地；所述D/A转换器DAC741(U3)的第37、38引脚通过导线相并联，并共接由电容C16、C46并联组成的支路后接地；所述D/A转换器DAC741(U3)的第46引脚通过导线依次串接电阻R19、电容C47后接地；所述D/A转换器DAC741(U3)的第47引脚通过导线接入电阻R19、电容C47之间连线的接线端上；所述D/A转换器DAC741(U3)的第8、11引脚通过导线相并联后连接到所述的输出连接器，输出磁通或磁感应强度变化值信号。