[发明专利]一种多通道宽动态范围高速信号采集处理装置

说明书

本发明公开了一种多通道宽动态范围高速信号采集处理装置，该装置包括：A路模拟信号采集模块、B路模拟信号采集模块、C路模拟信号采集模块、D路模拟信号采集模块、板间同步模块、核心处理模块、数据片外存储模块、与PC机端的数据及控制信号交互模块以及电源模块。本装置在核心处理器的控制下，通过信号采集电路实现对四路模拟信号的同步接收，并转换到数字域。多板级联时，通过同步模块进行通道同步。所得数字域数据可缓存于片外存储模块，根据上位机通过交互模块发送到核心处理模块的控制命令进行对存储模块的读写。本发明具有强大的普适性及可扩展性，为多场景下的各种模拟信号的接收处理提供了一个高性能的可行性平台，具有很大的现实意义。

技术领域

本发明涉及模拟信号处理、高速数字-模拟转换设计、FPGA设计、高速片外存储设计、PC机IE设计及光口设计等领域，尤其涉及一种多通道宽动态范围高速信号采集处理装置。

背景技术

高速信号采集处理广泛应用于各个领域，随着科学技术的飞速发展，对信号的采集处理装置也提出了越来越高的要求。

现有的信号采集处理装置采样率低，对于输入信号的可接收范围小，所能支持的通道数有限，与上位机交互的方式单一，相对于现今越来越多元化、高标准的应用场景，难以达到其标准。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提出的一种多通道宽动态范围高速信号采集处理装置，实现了针对1mVpp到10.8Vpp范围的信号的采集输入，增益调节范围高达80dB，步进精确到0.5dB。幅值被调节到模拟数字转换器理想的输入后进行模拟-数字转换。之后，传入FPGA进行进一步信号处理，在此期间，数据可以被暂时存储于DDR3 SDRAM。最终可以通过PC机IE或光口，在上位机的控制下，将数据按需传送到PC机。

本发明的目的是这样实现的：

一种多通道宽动态范围高速信号采集处理装置，特点是该装置包括：A路模拟信号采集模块、B路模拟信号采集模块、C路模拟信号采集模块、D路模拟信号采集模块、板间同步模块、核心处理模块、数据片外存储模块、与PC机端的数据及控制信号交互模块以及电源模块，所述电源模块分别与A路模拟信号采集模块、B路模拟信号采集模块、C路模拟信号采集模块、D路模拟信号采集模块、板间同步模块、核心处理模块、数据片外存储模块以及与PC机端的数据及控制信号交互模块连接；所述核心处理模块分别与A路模拟信号采集模块、B路模拟信号采集模块、C路模拟信号采集模块、D路模拟信号采集模块、板间同步模块、数据片外存储模块以及与PC机端的数据及控制信号交互模块连接。

所述核心处理模块为现场可编程门阵列（FPGA）。

所述与PC机端的数据及控制信号交互模块中包括PCIE接口和光口（万兆以太网），可以选择两者之一进行数据传输。

通过所述板间同步模块可以实现级联信号采集处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）本发明实现了针对1mVpp到10.8Vpp范围的信号的采集输入，增益调节范围高达80dB，步进精确到0.5dB。

2）本发明实现了分辨率达到16bit的模拟数字转换，采样率高达125 MSPS。大大提高了采样数据的精度。

3）本发明实现了单板最高达4通道的模拟信号的输入，4通道数据可以被并行处理，大大提高了处理效率。

4）本发明采用同步模块，可以方便地实现板间级联，大大提高了系统的可扩展性。

5）本发明实现了可选与上位机的交互方式，提供了PC机IE2.0×4和SFP光口（万兆以太网）两种途径，大大提高了装置的普适性。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图2为本发明实施例1中信号处理流程图；