AD977A在腦電信號采集系統(tǒng)中的應用

4 FPGA的優(yōu)點
FPGA即現(xiàn)場可編程門陣列，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；FPGA具有體系結(jié)構(gòu)和邏輯單元設計靈活、集成度高以及適用范圍廣等特點，兼容PLD和通用門陣列的優(yōu)點，可實現(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具有設計開發(fā)周期短、設計制造成本低、開發(fā)工具先進、標準產(chǎn)品無需測試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實時在線檢測等優(yōu)點。

5 AD977A在采集系統(tǒng)中的應用
5．1 AD977A與FPGA的接口電路
模擬信號由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A／D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)據(jù)、時鐘為DATA與DATACLK同步的形式串行輸出，BUSY為忙輸出端、標志轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。這5個端口和FPGA的端口相連接。具體A／D轉(zhuǎn)換電路的實現(xiàn)如圖4所示。

5．2 設計電路需注意的問題
A／D轉(zhuǎn)換部分設計會對整體精度造成影響，本著提高精度和準確度的原則。設計時要注意以下問題：
(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，提高準確度。這個基準很重要，不穩(wěn)定將對轉(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)零點偏置和增益誤差，保證A／D轉(zhuǎn)換的高準確度。其實就是通過典型采樣點的轉(zhuǎn)換結(jié)果，調(diào)整典型電路中電位器串入電路的阻值，實現(xiàn)準確轉(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)換部分獨自享用一個地。

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，有助于準確找出腦內(nèi)疾病源的位置，促進治療。而高效的采集腦電信號是保證能夠準確進行腦電分析的一個重要環(huán)節(jié)。通過對16位高速串行A／D轉(zhuǎn)換器AD977A功能、特點及工作原理的研究，設計了其與FPGA的接口電路，實踐證明該設計具有可靠性高，通用性強等優(yōu)點，并且具有非常重要的應用價值和良好的市場前景。該系統(tǒng)設計創(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。