[发明专利]一种空间电场探测仪的同步采样装置

摘要

本发明公开了一种空间电场探测仪的同步采样装置，采用多个模数变换器(ADC)菊花链式连接、时钟分频和同步电路以及双数字信号处理器(DSP)系统间主机接口(HPI)握手的混合方式，实现了空间电场探测仪的多频段多通道同步采样，具有系统机时占用低、易于拓展、同步关系稳定可控等优点，可满足采用2个或以上DSP的采集系统，进行多频段、多通道数据采集的同步采样需求。

主权项

1.一种适用于空间电场探测仪的同步采样装置，其特征在于，包括时钟源(1)、时钟驱动电路(2)、DSP分频电路(3)、主DSP(4)、从DSP(5)、同步逻辑电路(6)、采样时钟分频电路(7)、ELF频段模数变换器组(8)以及VLF频段模数变换器组(9)；所述ELF频段模数变换器组(8)包含4片采用菊花链连接的ELF频段的串行模数变换器，依据输入的ELF频段采样时钟信号(14)采集ELF频段串行数据信号(16)后，输出给主DSP(4)；所述VLF频段模数变换器组(9)包含4片采用菊花链连接的VLF频段串行模数变换器，采集的VLF频段串行数据信号(17)输出给从DSP(5)；所述时钟源(1)提供系统时钟信号(10)，经过时钟驱动电路(2)的驱动后分别向DSP分频电路(3)、从DSP(5)、同步逻辑电路(6)和采样时钟分频电路(7)提供系统时钟；所述DSP分频电路(3)对系统时钟进行分频，分成ELF频段的时钟信号向主DSP(4)提供系统时钟；所述采样时钟分频电路(7)对系统时钟信号(10)进行分频，产生ELF频段采样时钟信号(14)连接至ELF频段模数变换器组(8)中各模数变换器的主时钟引脚，产生的VLF频段采样时钟信号(15)连接至VLF频段模数变换器组(9)中各模数变换器的主时钟引脚；所述同步逻辑电路(6)根据时钟信号(10)和由主DSP(4)产生的采集指令信号(11)，分别产生ELF频段同步信号(12)和VLF频段同步信号(13)，并连接至ELF频段模数变换器组(8)和VLF频段模数变换器组(9)中各模数变换器的同步引脚；所述主DSP(4)的数据总线接口和从DSP(5)的HPI接口之间采用并行总线(18)连接，并采用DMA中断方式进行通讯；在系统上电或复位后，主DSP(4)产生同步逻辑信号(11)，控制ELF频段模数变换器组(8)和VLF频段模数变换器组(9)开始同步采集；ELF频段模数变换器组(8)的输出数据，主DSP(4)每收到一次数据进行一次计数，该输出数据在主DSP(4)产生串口DMA中断，主DSP(4)根据该中断与从DSP(5)的HPI接口通讯，向从DSP(5)发送计数，并触发从DSP(5)的HPI接口DMA中断响应，从DSP(5)每接到一个计数后根据内部时钟记录接到计数的时间；接收两次以上计数并记录对应时间后，从DSP(5)根据主DSP(4)两次计数的时间间隔推算下一次计数到来时刻，然后将主DSP(4)发送的下一次计数与推算的时刻进行比对，经过5次以上的比对后，如果比对结果一致，表明系统保持着不同频段间的稳定同步时序关系，据此建立与主DSP(4)的计数与从DSP(5)内部时钟之间的对应关系；则主DSP(4)对接收的ELF频段串行数据信号(16)进行计数，从DSP(5)根据内部时钟标记VLF频段串行数据信号(17)的采集时间；根据ELF频段串行数据信号(16)上的计数和VLF频段串行数据信号(17)的采集时间即可完成不同频率数据的同步操作；如果主DSP(4)发送的下一次计数与推算的时刻比对结果不一致，则表明系统不同频段间不再同步，则主DSP(4)重新产生同步逻辑信号(11)，重新建立系统不同频段间的同步时序。