Funcionamiento de Dispositivo


Este módulo es la placa de adquisición de datos (DAS) para un escáner CT. Su funcionamiento general es el siguiente:
  1. Captura de señal analógica
    • Hasta 32 detectores conectados a los puertos de entrada (IN1–IN32).
    • Cada canal analógico pasa por un amplificador/buffer U3 (OPA350) para adaptar impedancias.
  2. Conversión A/D
    • El convertidor sigma-delta de corriente U1 (DDC232) digitaliza las señales amplificadas.
    • La referencia de tensión estable viene de U2 (REF3140).
    • El reloj de conversión lo proporciona el oscilador X1 (10 MHz).
  3. Procesamiento y sincronización
    • El FPGA U4 (iCE40 UltraPlus) recibe los datos A/D por SPI y controla la secuencia de muestreo.
    • Implementa buffers y lógica de empaquetado de tramas para los datos de todos los canales.
  4. Control y comunicación
    • El microcontrolador U8 (STM32F745) configura el ADC/FPGA, gestiona interrupciones y supervisa el sistema.
    • Envía los datos al host vía USB-C a través del conector J1.
    • El LED de estado LED1 indica alimentación/actividad.
  5. Alimentación
    • El PMIC U5 (DA9062) genera los rails de 1.8 V, 3.3 V y tensiones internas (buck/LDO).
    • Los inductores (L1–L5) y los condensadores de desacoplo garantizan la estabilidad de cada rail.
En conjunto, la placa convierte las señales analógicas de los detectores en datos digitales sincronizados, los procesa en FPGA y MCU, y los transmite al sistema de control del escáner CT para reconstrucción de imagen.
quais sensores eu posso adapatar a ele?
Você pode adaptar à placa qualquer sensor de saída analógica (tensão ou corrente) cujo sinal esteja dentro da faixa de referência de 0–4,096 V, usando o estágio de entrada baseado em
  • Buffer de entrada: U3 (OPA350)
  • Conversor A/D sigma-delta: U1 (DDC232CKZXGT)
  • Referência de tensão: U2 (REF3140AQDBZRQ1)
  • Clock de conversão: X1 (10 MHz)
Exemplos de sensores compatíveis:
  • Fotodiodos (p. ex. detectores de raio X ou infravermelho)
  • Fototransistores
  • Sensores de temperatura resistivos (RTDs/termistores), com circuito condicionador
  • Termopares, usando um amplificador de termopar externo
  • Sensores de pressão piezoelétricos (com transdutor de corrente)
  • Sensores de pH ou condutividade (com saídas de corrente)
  • Sensores Hall de campo magnético (saída de tensão)
  • Qualquer outro sensor de saída analógica desde que:
    • O amplitude seja ≤ 4,096 V
    • O sinal seja convertido para diferencial ou single-ended compatível com U3
    • A banda passante esteja entre DC e a taxa de amostragem selecionada do DDC232
Basta conectar o sensor em um dos 32 canais INx (IN1–IN32) e garantir o condicionamento adequado do sinal para sua faixa e impedância.
Amplificador termopar
Sensor 4–20 mA
Banda OPA350
Divisor termistor
Estágio fotodiodo

J1
U4
U2
U10
U1
X1
Manufacturer Part Number
ASDM1-10.000MHZ-LC-T
U8
U6
Manufacturer Part Number
AT25SL321-UUE-T
AVCC3V3
VCC1V8
VCC3V3
VUSB
VUSB
VCC1V8
VCC1V8
VCC3V3
AVCC3V3
VCC1V8
AVCC3V3
VCC1V1
VCC3V3
VCCINT
VCC3V3
VCC1V1
AVCC1V8
VUSB
AVCC3V3
QGND
VCC1V8
VUSB
VCC1V8
VUSB
VUSB
VUSB
VCC3V3
VCC1V8
VCC1V8
VCC3V3
VCC1V1
VCC1V8
VCC1V8
AVCC3V3
AVCC3V3
VCC3V3
VUSB
VCC1V8
VUSB
VCC3V3
VUSB
INPUT_10
INPUT_4
INPUT_14
R18
Resistance
100kΩ
INPUT_27
INPUT_15
INPUT_30
NRST
USB_DP
ADC_DVALID
SPI_SCK
ADC_CONV
INPUT_8
NRST
ADC_RESET
ADC_CONV
INPUT_12
R2
Resistance
0 Ω
I2C_SDA
INPUT_29
R13
Resistance
200kΩ
INPUT_27
R8
Resistance
10kΩ
ADC_MCLK
ADC_DIN_CFG
INPUT_2
R15
Resistance
5.1kΩ
GPIO4
INPUT_16
FPGA_DONE
R9
Resistance
10kΩ
INPUT_17
USB_DN
R6
Resistance
DNP Ω
I2C_SDA
I2C_SCL
SPI_SS
BOOT
INPUT_24
NRST
INPUT_21
INPUT_25
R5
Resistance
10kΩ
TDO/SWO
INPUT_11
TMS/SWD
R10
Resistance
10kΩ
INPUT_12
INPUT_28
INPUT_26
USB_DP
TMS/SWD
OSC_STANDBY
INPUT_1
INPUT_15
FPGA_DONE
INPUT_20
PMIC_SCL
FPGA_RST
INPUT_2
INPUT_13
INPUT_17
INPUT_21
R19
Resistance
100 Ω
ADC_RESET
INPUT_9
SPI_SI
I2C_SCL
INPUT_32
LED_G
INPUT_26
LED_G
R14
Resistance
100kΩ
R12
Resistance
1MΩ
USB_DN
PMIC_SDA
SPI_SO
PMIC_TP
INPUT_13
INPUT_32
R4
Resistance
DNP Ω
R17
Resistance
0 Ω
OSC_STANDBY
INPUT_25
ADC_DIN
R16
Resistance
10kΩ
TDO/SWO
ADC_DOUT
VREF
INPUT_14
SPI_SI
INPUT_30
LED_B
INPUT_23
LED_R
INPUT_5
INPUT_3
PMIC_SDA
PMIC_SCL
INPUT_10
VREF
ADC_DCLK
SPI_SCK
INPUT_6
INPUT_19
INPUT_18
SPI_SS
INPUT_31
FPGA_RST
TCK/SCK
INPUT_18
LED_R
ADC_DVALID
INPUT_11
INPUT_22
ADC_DIN_CFG
INPUT_1
INPUT_7
INPUT_5
SPI_SI
ADC_DIN
ADC_CLK
INPUT_9
SPI_SS
INPUT_29
LED_B
I2C_SDA
PMIC_TP
R7
Resistance
5.1kΩ
INPUT_24
ADC_MCLK
ADC_DOUT
INPUT_23
INPUT_16
INPUT_22
INPUT_20
TCK/SCK
INPUT_3
ADC_CLK
I2C_SCL
R11
Resistance
100kΩ
SPI_SO
INPUT_19
INPUT_31
R3
Resistance
0 Ω
INPUT_8
INPUT_4
SPI_SO
SPI_SCK
ADC_DCLK
INPUT_7
INPUT_28
INPUT_6
L4
Inductance
1uH
C17
Capacitance
1nF
C48
Capacitance
1uF
C44
Capacitance
0.1uF
C64
Capacitance
0.1uF
C60
Capacitance
0.1uF
C33
Capacitance
0.1uF
C54
Capacitance
2.2uF
C9
Capacitance
0.1uF
C10
Capacitance
0.1uF
C65
Capacitance
0.1uF
C58
Capacitance
0.1uF
C46
Capacitance
1uF
C42
Capacitance
1uF
C51
Capacitance
1uF
C50
Capacitance
0.1uF
C57
Capacitance
1uF
C63
Capacitance
1uF
C66
Capacitance
0.1uF
L1
Inductance
1uH
C38
Capacitance
470nF
C52
Capacitance
0.1uF
C22
Capacitance
0.1uF
C35
Capacitance
0.1uF
C59
Capacitance
0.1uF
C62
Capacitance
0.1uF
L2
Inductance
1uH
C56
Capacitance
0.1uF
C49
Capacitance
0.1uF
C7
Capacitance
0.1uF
L3
Inductance
1uH
C55
Capacitance
0.1uF
C45
Capacitance
0.1uF
C53
Capacitance
2.2uF
C47
Capacitance
0.1uF
R24
Resistance
4.7kΩ
RST
C19
Capacitance
470nF
C15
Capacitance
22uF
C5
Capacitance
10uF
R20
Resistance
100kΩ
C23
Capacitance
2.2uF
C16
Capacitance
22uF
R25
Resistance
4.7kΩ
R22
Resistance
330 Ω
C25
Capacitance
22uF
C34
Capacitance
10uF
C12
Capacitance
47uF
C3
Capacitance
0.47uF
R23
Resistance
330 Ω
C18
Capacitance
47uF
C21
Capacitance
47uF
C36
Capacitance
10uF
C11
Capacitance
47uF
C37
Capacitance
10uF
C1
Capacitance
0.1uF
C2
Capacitance
10uF
C6
Capacitance
10uF
C14
Capacitance
47uF
C20
Capacitance
2.2uF
R21
Resistance
330 Ω
C28
Capacitance
2.2uF
C41
Capacitance
10uF
C26
Capacitance
47uF
C27
Capacitance
2.2uF
C13
Capacitance
47uF
C8
Capacitance
10uF
C61
Capacitance
4.7uF
C4
Capacitance
0.1uF
C29
Capacitance
2.2uF
C31
Capacitance
22uF
C30
Capacitance
2.2uF
C24
Capacitance
47uF
IN7
IN2
IN3
IN19
IN9
IN13
IN10
IN12
IN32
IN4
IN14
IN11
IN1
IN8
IN29
IN28
IN27
IN23
IN30
IN5
IN21
IN26
IN6
IN16
IN24
IN18
IN20
IN17
IN22
IN31
IN15
IN25
R1
Resistance
10kΩ
U5
Manufacturer Part Number
DA9062-00AM2
U3
End of Life
L5
Inductance
10uH
LED1
VREF = +4.096V
J3
D1

CT Scanner DAS Board