基于FPGA的超声波气体流量计中AGC的实现

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基于FPGA的超声波气体流量计中AGC的实现

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摘要：为能充分利用数字技术可靠性高、灵活性强等优点，将自动增益控制AGC引入数字域，并针对超声波气体流量计中接收信号的特点，给出一种基于EPlK30TCl44-3的全数字AGC设计方案。测试结果表明该系统设计可以实现40 dB动态范围的控制，且具有控制精度高、调节速度快、受环境影响小，稳定性和可靠性高等优点。
7 @  R* }: u4 y& l2 w7 ^+ \+ t关键词：超声波气体流量计；自动增益控制(AGC)；FPGA；EPlK30TCl44-3

1 引言
5 G% l; M* R( a$ K9 }" C    超声波流量计是一种新兴的工业产品，具有无阻挡体，无可动件，无压损，无示值漂移，适用于大口径管道测量，测量精确度高，重复性强，量程比宽，可承受工作压力高，可测多相流，不受气体温度、压力、组成等变化的影响、易于实现数字通信等优点。为减小甚至避免流速分布对流量计精度带来的影响，超声波流量计采用多声道超声波的测量方式。
5 q4 A3 C' K& Y+ E! D. d1 @    对于多声路超声波流量计，发射和接收电路是公用的，通过传感器切换电路测量转换各个声路顺流和逆流传播时间，但由于各个声路的长度不同，传感器的特性存在差异，每次测量的接收信号大小也不同，并且强度也不稳定。因此，要实现超声波信号的精确测量，必须根据接收信号的强度自动调节接收电路增益，而且要单独控制每个方向上的增益。为实现高精度的测量，在信号到达检测电路之前必须使信号稳定可靠。为此，信号处理要采用自动增益控制放大器。

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