[发明专利]一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统

权利要求书

1.一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统，其特征在于：包括M个传感器、N个采编单元以及中央处理器；M、N为正整数且M大于N；

每个传感器感应被测对象的物理参量，并将物理参量转换成电信号输出至对应的采编单元；

每个采编单元对接收的电信号依次进行滤波、放大、A/D转换后送至中央处理器；

中央处理器根据预定逻辑对每个采编单元进行时序控制，使采编单元按照预设逻辑输出数据；同时，中央处理器同时接收N个采编单元输出的数据并集中处理，按预定格式编排在内部数据缓冲区，之后将并行信号转换为串行信号输出给调制和发射设备；

所述的采编单元包括隔离采集电路和非隔离采集电路；所述的隔离采集电路包括第一级放大器(231)、第二级放大器(232)、光电耦合器(233)、第三级放大器(234)、多路切换开关(235)、第四级放大器(236)、A/D集成电路(237)、电阻R1-电阻R7、电容C1-电容C4；需要隔离采集信号输入端(201)与第一放大器(231)的正向输入端相连，同时待隔离采集信号输入端(201)还通过电容C₁接地；第一放大器(231)的负向输入端通过电阻R₁与其输出端相连；第一放大器(231)的输出端串联电阻R₂、电阻R₄后与第二放大器(232)的负向输入端相连；电阻R₃的一端与电阻R₂和电阻R₄的公共端相连，电阻R₃的另一端接地；第二放大器(232)的正向输入端接地；第二放大器(232)的负向输入端通过电容C₂与其输出端相连，第二放大器(232)的输出端经电阻R₅与光电耦合器(233)的输入端相连；光电耦合器(233)输出端的信号端与第三放大器(234)的正向输入端相连，光电耦合器(233)输出端的信号参考电位与第三放大器(234)的负向输入端相连，第三放大器(234)的负向输入端经过电阻R₆与电容C₃并联组成的电路后与第三放大器(234)的输出端相 连，同时第三放大器(234)的输出端还与多路切换开关(235)的输入端相连；多路切换开关(235)的输出端与第四放大器(236)的正向输入端相连；第四放大器(236)的负向输入端通过电阻R₇与其输出端相连；第四放大器(236)的输出端与A/D集成电路(237)的输入端相连，第四放大器(236)的输出端还通过电容C4接地；A/D集成电路(237)的输出端在采编单元内部经过GM8164芯片进行并串转换之后输出；

所述的非隔离采集电路包括多路切换开关(331)、放大器(332)、A/D集成电路(333)、电阻R31、电容C31；不需要隔离采集的信号输入端(301)与多路切换开关(331)输入端相连，多路切换开关(331)的输出端与放大器(332)的正向输入端相连；放大器(332)的负向输入端通过电阻R₃₁与其输出端相连；放大器(332)的输出端与A/D集成电路(333)的输入端相连，放大器(332)的输出端还通过电容C31接地；A/D集成电路(333)的输出端在采编单元内部经过GM8164芯片进行并串转换之后输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统，其特征在于：多路切换开关(235)采用的型号为ADG406，A/D集成电路(237)采用的型号为AD7821。

3.根据权利要求1所述的一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统，其特征在于：所述的中央处理器产生数据同步信号和时钟信号，并将这两个信号同时向N个采编单元输出；各采编单元接收中央处理器输出的数据同步信号和时钟信号，采编单元实时监测数据同步信号，当监测到数据同步信号发生变化时，此后所有的数据传输以此发生变化的时间为基准，以时钟信号频率将数据输出至中央处理器；中央处理器接收N个采编单元传送过来的已转换为数字量的采集信号数据，按高频信号等间隔采样原理编排在内部数据缓冲区，待该路信号传输时将并行信号转换为串行信号输出给调制和发射设备。