基于MAX120的峰值电压检测及其与CPLD的接口
1 引言
在轴承振动测量中,随机波形最大正峰值的检测是低噪音轴承生产的重要环节。传统的低速取样保持电路很难做到1:1的捕捉和保持较窄随机波形的最大正峰值。本文叙述了一种采用A/D转换器MAX120来处理轴承振动测量仪输出的脉冲电压的方法,并介绍了该转换器与CPLD的接**术。
2 MAX120A/D转换器
MAX120是MAXIM公司的ADC系列产品,有多种工作方式,其主要性能如下：分辨率：12位; 转换时间：1.6μs; 消耗功率：120 mW;输入电压范围： -5～+5V。该芯片因其内部具备采样保持电路,故外部电路的构成十分简单,这就给设计带来了许多方便。A/D转换器的种类很多,MAX120是较容易使用的一种。
3 MAX120与数字式峰值电压检测器
图1给出了数字式峰值电压检测器的逻辑功能。构成该检测系统的关键部件为数据比较器和数据存储器。图中除了MAX120外,虚线部分所示的为CPLD器件,其功能由Verilog-HDL（HDL：硬件描述语言）来实现。其工作原理如下：由MAX120取得的数字电压送入数据缓冲模块GET_DATA,该模块中的数据与来自数据存储模块DATA_MEM中的数据都送入数据比较模块DATA_COMP进行比较。如果X端的数据大于Y端的数据,标志产生模块产生标志信号,该信号将X端的数据同时打入数据存储模块DATA_MEM中（系统复位后,DATA_MEM中的数据为最小值0）,从而实现了保持两个数据中较大者的功能。Dout为数字峰值输出电压。
图1的逻辑功能可以进一步细化为图2所示的形式,逻辑功能可用 Verilog-HDL来描述。图中,Vin为模拟电压的输入,Dout为数字峰值电压的输出,Dout、RB1、RB2均与接口电路相连,RB1、RB2为系统启动与复位。
4 Verilog-HDL描述及接口电路
4.1 逻辑功能的Verilog-HDL描述
该电压检测器的功能结构框图较为简单,硬件实现采用了Xilinx公司的CPLD(Complex PLD)器件XC9000系列,用Verilog-HDL语言描述其功能。以下给出图2所示功能的主要描述部分。module PK_SEL ( BUSY, RB1, RB2, FROM_ADC, D_OUT, P_OUT);
input BUSY, RB1, RB2;
output P_OUT;
input [11:0] FROM_ADC;
output [11:0] D_OUT;
wire [11:0] TO_COM;
wire GET_DATA_CLK;
//产生秒脉冲
CNT100 F_4kHz ( RB1, BUSY, F_4k ); // 分频
CNT100 F_37Hz ( RB1, F_4k, F_37 ); // 分频
CNT5 F_1Hz ( RB1, F_37, F_7); // 分频
DELAY_P1 START_DLY ( RB2, RB1, F_7, DLY_05S ); // 延时 0.7 s
DELAY_P2 GENE_SPB( RB2, DLY_05S, F_7, SPB ); // 延时 1 s
GETE_GENE GENE_GP ( G_P, DLY_05S & RB2, SPB ); // 1s 的门脉冲
