超聲波流量計低功耗高精度設計的探討 二十一

3．4 CPLD內部數字邏輯電路

系統采用Lattice公司的ispMACH4064V(以下簡稱4064)型CPLD芯片，用于完成時鐘處理，脈沖提取和增益控制等功能。其在線可編程的功能使得系統的硬件電路的設計和更改變得更加靈活。4064工作速度為168MHz，有44個管腳，其中I／O口32個，有4個全局時鐘，內部包含“個宏單元，固定傳輸延遲是2．5ns，靜態電流11．5mA，工作電流12mA，溫度范圍為一40"C至+130"12，為工業級器件。

此外，4064為在系統可編程器件，可不用編程器而直接在已設計好的目標系統或線路板上進行編程，欲改變設計也十分方便【17】。本設計也利用了CPLD此優點，利用4064進行數字電路的在線實時修改和編程，極大的方便了系統的研制和調試。

其內部數字電路主要包括時鐘處理，收波脈沖提取以及自動增益控制三個部分，另外還有一些管腳連接以及電平轉換。

3．5超聲波收發處理電路

發波部分：由GP2發出的脈沖序列經由4064后，先通過sN74LVc4245A芯片完成由3．3V到5V的電壓轉換，然后通過VQ3001芯片驅動超聲波換能器向管道中發送超聲波信號。

收波部分：向管道中的發送的超聲波信號進入超聲波接收探頭就產生了收波信號，由于在空間管道中傳輸，對信號衰減很大，導致收波信號十分微弱，所以必須通過放大電路對其進行信號放大，本設計采用了MCl350和UA733兩個芯片同其外圍電路組成了初、次兩級放大電路，并通過LF398接收單片機DAC的輸出電壓作為MCl350的AGC電壓控制其放大增益，放大的信號通過高速雙差分比較器NE521，整形成標準的數字脈沖信號，進入4064進行相關處理。

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