AD977A在腦電信號(hào)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

4 FPGA的優(yōu)點(diǎn)
FPGA即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)；FPGA具有體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元設(shè)計(jì)靈活、集成度高以及適用范圍廣等特點(diǎn)，兼容PLD和通用門陣列的優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路，編程靈活；其他與門陣列ASIC相比，F(xiàn)PGA具有設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、設(shè)計(jì)制造成本低、開發(fā)工具先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測(cè)試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實(shí)時(shí)在線檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

5 AD977A在采集系統(tǒng)中的應(yīng)用
5．1 AD977A與FPGA的接口電路
模擬信號(hào)由VIN端口輸入，輸入電壓范圍采用-5～+5 V。AD977A由CS選通，R／C啟動(dòng)A／D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)據(jù)、時(shí)鐘為DATA與DATACLK同步的形式串行輸出，BUSY為忙輸出端、標(biāo)志轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。這5個(gè)端口和FPGA的端口相連接。具體A／D轉(zhuǎn)換電路的實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

5．2 設(shè)計(jì)電路需注意的問題
A／D轉(zhuǎn)換部分設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)整體精度造成影響，本著提高精度和準(zhǔn)確度的原則。設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下問題：
(1)參考電壓源的選取AD977A有內(nèi)置的參考電壓源，但是溫度系數(shù)較大，因此采用外加溫度系數(shù)小的參考電壓源REF02。減小溫度影響，提高準(zhǔn)確度。這個(gè)基準(zhǔn)很重要，不穩(wěn)定將對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果帶來影響；
(2)偏置和增益的調(diào)整AD977A需要調(diào)節(jié)零點(diǎn)偏置和增益誤差，保證A／D轉(zhuǎn)換的高準(zhǔn)確度。其實(shí)就是通過典型采樣點(diǎn)的轉(zhuǎn)換結(jié)果，調(diào)整典型電路中電位器串入電路的阻值，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換；
(3)共地的處理 使A／D轉(zhuǎn)換電路部分的數(shù)字地與外部其他電路的數(shù)字地通過光耦隔離，抑制外界干擾的影響，保證A／D轉(zhuǎn)換部分獨(dú)自享用一個(gè)地。

6 結(jié)束語
腦電分析是一種有效的無創(chuàng)分析手段，能夠在無人體創(chuàng)傷的情況下提供可靠的電生理功能和病理信息，有助于準(zhǔn)確找出腦內(nèi)疾病源的位置，促進(jìn)治療。而高效的采集腦電信號(hào)是保證能夠準(zhǔn)確進(jìn)行腦電分析的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過對(duì)16位高速串行A／D轉(zhuǎn)換器AD977A功能、特點(diǎn)及工作原理的研究，設(shè)計(jì)了其與FPGA的接口電路，實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)具有可靠性高，通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和良好的市場(chǎng)前景。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新之處在于以FP-GA作為邏輯控制核心單元來控制模數(shù)轉(zhuǎn)換；采用全新的開發(fā)工具――Ouartus II作為開發(fā)環(huán)境，簡化了開發(fā)流程。