[发明专利]一种高速四通道信号采集板

摘要

本发明涉及及一种高速四通道信号采集板，包括信号控制电路、时钟管理电路、高速ADC1、高速ADC 2、FPGA、NandFalsh存储阵列电路、电源管理电路、USB、PCIe接口电路、外部时钟及内部晶振，信号控制电路完成信号的增益控制以及信号的偏置控制，时钟管理电路完成时钟源的选取及采样时钟频率修改，高速ADC完成模拟信号的数字化转换，FPGA完成数据的处理存储以及传输控制，NandFlash存储阵列完成数据的大容量存储，各个接口完成FPGA与外部设备的数据交换功能，电源管理电路完成给板卡提供各个电压，有益效果是，具有信号的增益控制以及偏置控制功能、采样率的可控功能和多种触发方式，信号同步稳定性高。

主权项

一种高速四通道信号采集板，包括信号控制电路、时钟管理电路、高速ADC1、高速ADC 2、FPGA、NandFalsh存储阵列电路、电源管理电路、USB、PCIe接口电路、外部时钟及内部晶振，其特征在于：信号控制电路完成信号的增益控制以及信号的偏置控制，时钟管理电路完成时钟源的选取及采样时钟频率修改，高速ADC完成模拟信号的数字化转换，FPGA完成数据的处理存储以及传输控制，NandFlash存储阵列完成数据的大容量存储，各个接口完成FPGA与外部设备的数据交换功能，电源管理电路完成给板卡提供各个电压，具体电路连接为，信号控制电路中通道1、通道2控制电路单向连接高速ADC1，高速ADC1单向连接FPGA，通道3、通道4控制电路单向连接高速ADC2，高速ADC2单向连接FPGA，FPGA单向连接时钟管理电路和单向连接信号控制电路，FPGA双向连接NandFalsh存储阵列电路，FPGA双向连接USB接口电路和PCIe接口电路，电源管理电路给板卡各电路提供电压，外部触发信号与FPGA单向连接，外部时钟及内部晶振分别单向连接时钟管理电路；其中信号控制电路的增益控制部分采用反相放大电路实现，每级放大电路可实现若干几种信号比例的增益控制，每级放大电路均由FPGA控制，选择合适的放大或衰减倍数，通过不同放大器之间的级联，实现所需的增益控制，信号的偏置控制由一个反相放大器和一个DAC组成，DAC由FPGA控制，输出适当的电压，信号和DAC输出的电压在反相放大器进行相减，实现偏置的控制，FPGA与ADC之间通过4组信号线连接，每组信号线由14对差分线组成， 12对数据信号差分线，1对时钟数据差分线以及1对溢出指示信号差分线，同时FPGA通过SPI接口与两片ADC连接，通过SPI接口读写ADC芯片的内部寄存器，来控制ADC的工作模式，时钟管理由时钟管理芯片实现，外部时钟输入和晶振时钟输入均连接到时钟输入端，由FPGA来控制时钟输入的选择，当选择外部时钟输入时，时钟管理芯片完成时钟的分发，将时钟分为两路传输给两片ADC，当选择内部时钟输入时，由FPGA控制，时钟管理芯片产生所需的时钟，并传输给两片ADC，FPGA与时钟管理芯片之间通过SPI接口连接，完成FPGA对时钟管理的控制。