基于磁转速信号的自适应增益采集系统设计

来源：计算机测量与控制杂志2024年第3期北京时间：

作者：张永杰,马林,董浩森,康良伟,边瑞卿,李凯

单位：中北大学 信息探测与处理山西省重点实验室

摘要：针对线圈式磁传感器随测量转速变化所产生的电动势信号幅值线性变化，为实现此类幅值与周期动态变化信号的无失真采集，设计了一种增益随输入信号幅值水平改变的自适应增益采集系统。本系统以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心，对输入信号幅值进行分析，根据幅值分析结果控制电路增益在-20dB~80dB范围内自适应改变，并记录系统当前时刻增益，根据当前增益还原得到输入信号，将增益信号和还原信号同步存储。采集信号经自适应增益后输出信号幅值控制在设定范围内，利于对动态信号中不同幅值区间信号变化细节直接观察。通过幅值在20μV~10V范围内转速信号输入测试，系统自适应增益后信号幅值控制在了0.1V~4V范围内，实现了对动态转速信号的无失真采集，验证了本自适应增益采集电路的性能，在高动态幅值信号采集领域，具有良好的应用前景。

关键词：动生电动势;测速;FPGA;自适应增益;信号采集系统

基金资助：中央引导地方科技发展资金(YDZJSX20231A025)；山西重点研发计划项目(202202010101007)；山西省科技成果转化引导专项(202204021301044)；山西省基础研究计划(20210302123058)