[实用新型]基于同步串行总线技术的模拟量信号采样板

说明书

技术领域

本实用新型属于一种电力设备插件，主要用于电气自动化设备模拟量信号采集，为电 气自动化设备常用板卡，可带电插拔而不烧坏设备。

背景技术

传统的电气自动化装置大部分使用信号直接传送或CAN总线一类的标准通讯总线的 方式。信号直接传送方式是使用信号的有或者无来代表信号的有效性和无效性。这种方式 有一个明显的缺点：当信号路径中断时，信号的接收端将无法确定信号的状态。而使用 FPGA可方便地实现高可靠性的有线实时数据传输。在发送端，需要传送的数据先通过编 码模块编码后，由光纤、电缆等有线网络发送；在接收端，经过前端接收调整电路后的信 号送入FPGA，由解码电路解码后输出。解码电路同时还将输出接收到的数据是否出错、 网络连接是否中断等信息，从而保证输出的数据真实可靠。

该方案具有实时性好、可控性高、组织灵活和物理连接少等特点。可有效的节省PCB 板空间和成本。

为了更好地兼容电气自动化设备，采用基于同步串行总线技术的模拟量信号采样 板，可以很好的解决设备的扩容需求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术上的不足，提出基于同步串行总线技术的模拟量信 号采样板，填补了国内外相关技术领域的空白。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于同步串行总线技术的模拟量信号采样板，包括变换器、AD芯片、FPGA、 LVDS收发器；其特征为：

所述变换器的输入端连接到采样板的端子排；

所述变换器的输出端连接到AD芯片的模拟量输入端；

所述AD芯片的数字量输出端与FPGA相连；

所述FPGA通过LVDS收发器与主控制板相连。

本实用新型还进一步包括以下优选方案。

所述LVDS收发器将FPGA输出的电平信号转换为差分信号，提高了FPGA与主控 制板的传输速度。

所述的模拟量信号采样板内置FPGA，可方便地实现高可靠性的有线实时数据传输。

所述的模拟量信号采样板可带电插拔。

基于同步串行总线技术的模拟量信号采样板的工作原理是：变换器的输入端从电流互 感器的二次获得电流信号或从电压互感器的二次获得电压信号，变换器将信号转变为-5V 与+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量信号经过AD芯片转换后变为数字信号，经FPGA 对每个通道的数字信号进行编码和解码，通过LDVS收发器与主控制板通信，达到高可 靠性的有线实时数据传输，从而实现模拟量信息的采集。

本实用新型的优点如下：

1.基于同步串行总线技术的模拟量信号采样板采用网络通信模式，可实现高可靠性 的有线实时数据传输，具有实时性好、可控性高、组织灵活和物理连接少的特点。 可有效的节省PCB板空间和成本。

2.板卡采用插拔式结构，可以在带电状态下插拔而不烧坏主机。

3.基于同步串行总线技术的模拟量信号采样板对于电气自动化设备容量的扩展非 常便利，采样板可以随意插入扩展槽，只需要更改主板程序即可。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中A1-1、…、A1-16表示16个通道变换器；A2-1为AD芯片；A3-1为FPGA、 A4-1为LVDS收发器。

图2是数据传输模型图。

图3是LVDS收发器示意图。

具体实施方式

下面结合说明书如图，通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

本实用新型提出了一种基于同步串行总线技术的模拟量信号采样板。采样板的工作原 理是：变换器的输入端从电流互感器的二次获得电流信号或从电压互感器的二次获得电压 信号，变换器将信号转变为-5V与+5V之间的低压模拟量信号，该模拟量信号经过AD芯 片转换后变为数字信号，经FPGA对每个通道的数字信号进行编码和解码，通过LDVS 收发器与主控制板通信，达到高可靠性的有线实时数据传输，从而实现模拟量信息的采集。

该采样板由变换器、AD芯片、FPGA、LVDS收发器组成，所有元器件焊装在一块 PCB板上。