CN103136146A - 信号采集系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种信号采集系统，包括一信号发送模组、一电脑及一数据采集卡，所述信号发送模组包括至少一信号源及一与所述信号源相连的延时芯片，所述数据采集卡包括一与所述延时芯片相连的延时控制模块，所述延时控制模块与所述电脑相连以接收所述电脑输出的延时指令并根据延时指令控制所述延时芯片，所述延时芯片将所述信号源的输出信号实时输出至所述数据采集卡并对所述信号源的输出信号进行延时处理后再次输出至所述数据采集卡，所述数据采集卡将其采集的信号输出至所述电脑分析处理。本发明还揭示了一种基于上述信号采集系统的信号采集方法。本发明信号采集系统及方法可双份采集数据，从而降低数据丢失的几率。

Description

信号采集系统及方法
技术领域
本发明涉及一种信号采集系统及方法，尤指一种高速信号采集系统及方法。
背景技术
在量子通信或者其它高速通信系统中，通常有多路高速信号同时传输，从而提高数据传输量及传输速度。然而，采集这些高速信号时，通常因为这些高速信号的传输速率过快而丢失某些数据，导致数据采集的正确率不高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种数据采集正确率较高的信号采集系统及方法。
一种信号采集系统，包括一信号发送模组、一电脑及一连接于所述信号发送模组及所述电脑之间的数据采集卡，所述信号发送模组包括至少一信号源及一与所述信号源相连的延时芯片，所述延时芯片包括一用于接收所述信号源的输出信号的输入端、一与所述数据采集卡相连的第一输出端及一与所述数据采集卡相连的第二输出端，所述延时芯片的第一输出端将所述信号源的输出信号实时输出至所述数据采集卡，所述数据采集卡包括一与所述延时芯片相连的延时控制模块，所述延时控制模块与所述电脑相连以接收所述电脑输出的延时指令并根据延时指令控制所述延时芯片的输出信号延时时间，所述延时芯片根据延时指令对所述信号源的输出信号进行延时处理，并将经过延时处理后的信号通过所述第二输出端输出至所述数据采集卡，所述数据采集卡将其采集的信号输出至所述电脑分析处理。
一种信号采集方法，包括以下步骤：提供一具有数据接口模块、读写控制模块及延时控制模块的数据采集卡；输出至少一路高速信号至一与所述数据采集卡相连的延时芯片；一电脑输出延时指令及数据采集指令至所述数据采集卡的数据接口模块；所述数据采集卡的延时控制模块输出延时控制信号至所述延时芯片；所述延时芯片将所述高速信号实时输出至所述数据采集卡；所述延时芯片将所述高速信号进行延时处理后再次输出至所述数据采集卡；所述数据采集卡采集所述延时芯片输出的高速信号；所述数据采集卡将其采集到的高速信号输出至所述电脑；及所述电脑存储并分析接收到的高速信号。
相较于现有技术，上述信号采集系统及方法利用延时芯片对所述信号源输出的信号进行延时处理，且输出一路实时信号及一路经过延时处理后的信号至所述数据采集卡，从而可从信号源采集到双份数据，以提高数据采集的正确率。
附图说明
图1是本发明信号采集系统一较佳实施方式的组成模块图。
图2是图1中信号采集系统的具体组成图。
图3是本发明信号采集方法一较佳实施方式的流程图。
主要元件符号说明
信号发送模组 10
第一信号源 11
第二信号源 12
第三信号源 13
第四信号源 14
第一延时芯片 110
第二延时芯片 120
第三延时芯片 130
第四延时芯片 140
数据采集卡 20
数据接口模块 21
读写控制模块 22
延时控制模块 23
异步数据采集模块 24
同步数据采集模块 25
时钟模块 26
存储模块 27
电脑 30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，在本发明一较佳实施方式中，一信号采集系统包括一信号发送模组10、一数据采集卡20及一电脑30。所述数据采集卡20连接于所述信号发送模组10及所述电脑30之间，所述电脑30可发出数据采集指令至所述数据采集卡20，所述数据采集卡20接受到数据采集指令后开始采集所述信号发送模组10输出的信号，并将采集到的信号发送至所述电脑30，所述电脑30可存储并分析接收到的信号。
请参阅图2，所述信号发送模组10包括一第一信号源11、一第二信号源12、一第三信号源13、一第四信号源14、一第一延时芯片110、一第二延时芯片120、一第三延时芯片130及一第四延时芯片140。在一实施方式中，所述信号发送模组10包括一个或多个信号源，这些信号源均输出高速信号至所述数据采集卡20。
所述第一延时芯片110包括一与所述第一信号源11相连的输入端及两个与所述数据采集卡20相连的输出端，所述第一延时芯片110的输入端接收所述第一信号源11输出的信号，所述第一延时芯片110将接收到的信号通过一输出端实时输出至所述数据采集卡20,并对接收到的信号进行延时处理后通过另一输出端输出至所述数据采集卡20。所述第二延时芯片120包括一与所述第二信号源12相连的输入端及两个与所述数据采集卡20相连的输出端，所述第二延时芯片120的输入端接收所述第二信号源12输出的信号，所述第二延时芯片120将接收到的信号通过一输出端实时输出至所述数据采集卡20,并对接收到的信号进行延时处理后通过另一输出端输出至所述数据采集卡20。所述第三延时芯片130包括一与所述第三信号源13相连的输入端及两个与所述数据采集卡20相连的输出端，所述第三延时芯片130的输入端接收所述第三信号源13输出的信号，所述第三延时芯片130将接收到的信号通过一输出端实时输出至所述数据采集卡20,并对接收到的信号进行延时处理后通过另一输出端输出至所述数据采集卡20。所述第四延时芯片140包括一与所述第四信号源14相连的输入端及两个与所述数据采集卡20相连的输出端，所述第四延时芯片140的输入端接收所述第四信号源14输出的信号，所述第四延时芯片140将接收到的信号通过一输出端实时输出至所述数据采集卡20,并对接收到的信号进行延时处理后通过另一输出端输出至所述数据采集卡20。
所述第一延时芯片110还包括一与所述数据采集卡20相连的延时指令接收端，用于接收所述数据采集卡20发出的延时控制信号。所述第二延时芯片120的延时指令接收端与所述第一延时芯片110相连，所述第三延时芯片130的延时指令接收端与所述第二延时芯片120相连，所述第四延时芯片140的延时指令接收端与所述第三延时芯片130相连，所述第一延时芯片110可将接收到的延时控制信号依次传送至所述第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140。因而所述第一延时芯片110、第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140均可按照所述数据采集卡20输出的延时控制信号对其接收到的信号进行延时处理。
在一实施方式中，所述数据采集卡20包括一数据接口模块21、一读写控制模块22、一延时控制模块23、一异步数据采集模块24、一同步数据采集模块25、一时钟模块26及一存储模块27。
所述数据接口模块21与所述电脑30相连，用于接收所述电脑30输出的延时指令、数据采集指令及读写指令。所述读写控制模块22连接于所述数据接口模块21及所述延时控制模块23之间，可从所述数据接口模块21读取所述电脑30输出的延时指令及数据采集指令并将延时指令传送至所述延时控制模块23。所述读写控制模块22还与所述异步数据采集模块24及所述存储模块27相连，可将所述电脑30输出的数据采集指令传送至所述异步数据采集模块24使所述异步数据采集模块24开始采集所述信号发送模组10输出的信号；所述读写控制模块22还可根所述电脑30输出的读写指令读取所述存储模块27存储的信息。所述延时控制模块23与所述第一延时芯片110的延时指令接收端相连，可根据所述电脑30输出的延时指令输出延时信号至所述第一延时芯片110、第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140。在一较佳实施方式中，所述数据接口模块为一UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送器）接口模块。
所述异步数据采集模块24的输入端与所述第一延时芯片110、一第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140的输出端相连，用于异步接收所述信号发送模组10输出的信号，由于异步传输数据对时序的要求低，不要求数据发送方与数据接收方的时钟一致，因而所述异步数据采集模块24可接收任意频率的信号，且异步传输可减少各路信号之间的串扰。所述同步数据采集模块25的输入端与所述异步数据采集模块24的输出端相连，用于同步接收所述异步数据采集模块24采集到的数据，同步传输数据要求数据发送方和接收方的时钟一致，各路信号的传输是同步的，可提高数据传输的速度。所述时钟模块26与所述异步数据采集模块24及所述同步数据采集模块25相连，用于提供相同频率的时钟信号给所述异步数据采集模块24及所述同步数据采集模块25。所述同步数据采集模块25的输出端与所述存储模块27相连，可将采集到的信号输出至所述存储模块27存储。所述读写控制模块22读取所述存储模块27存储的信号之后，可将读取的信号通过所述数据接口模块21输出至所述电脑30。所述电脑30在接收到信号后，可将信号进行还原处理，并分析这些信号携带的信息。
在一较佳实施方式中，所述数据采集卡20为一CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）或一FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）器件。
请参阅图3，在一实施方式中，一种基于上述信号采集系统的信号采集方法，包括以下步骤。
S01：所述电脑30发出延时指令及数据采集指令至所述数据采集卡20的数据接口模块21。
S02：所述数据采集卡20的读写控制模块22从所述数据接口模块21读取所述电脑30发出的延时指令及数据采集指令。
S03：所述读写控制模块22将其读取的延时指令输出至所述延时控制模块23,并将其读取的数据采集指令输出至所述异步数据采集模块24。
S04：所述延时控制模块23将其接收的延时指令转换为延时控制信号输出至所述第一延时芯片110，所述第一延时芯片110将接收到的延时控制信号依次传送至所述第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140。
S05：所述第一延时芯片110、第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140分别接收所述第一信号源11、第二信号源12、第三信号源13及第四信号源14输出的信号，并将所述第一信号源11、第二信号源12、第三信号源13及第四信号源14的输出信号实时输出至所述异步数据采集模块24。
S06：所述第一延时芯片110、第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140根据所述延时控制信号对所述第一信号源11、第二信号源12、第三信号源13及第四信号源14的输出信号进行延时处理后输出至所述异步数据采集模块24。
S07：所述异步数据采集模块24异步采集所述第一延时芯片110、第二延时芯片120、第三延时芯片130及第四延时芯片140输出的实时信号及经过延时处理后的信号。
S08：所述同步数据采集模块25同步采集所述异步数据采集模块24采集到的信号。
S09：所述同步数据采集模块25将采集到的信号输出至所述存储模块27。
S10：所述存储模块27将接收到的信号存储至对应的地址，例如：当采集到的四路实时信号（或四路经过延时后的信号）的电平分别为高、低、低、高（即1001）时，该信息的存储地址为9；当采集到的四路实时信号（或四路经过延时后的信号）的电平分别为低、低、低、高（即0001）时，该信息的存储地址为1。
S11：所述数据采集卡20的读写控制模块22根据所述电脑30输出的数据采集指令读取所述存储模块27存储的信号并将读取的信号通过所述数据接口模块21输出至所述电脑30。
S12：所述电脑30存储并分析处理接收到的信号。
在本发明较佳实施方式中，所述信号发送模组10的各信号源均输出高速信号，为避免信号传输速度过快而导致数据丢失，既使每一信号源输出的信号实时输出至所述数据采集卡20，又对每一信号源输出的信号进行延迟处理后再次输出至所述数据采集卡20，如此双份采集数据，可减少数据丢失的几率。

Claims (10)

1.一种信号采集系统，包括一信号发送模组、一电脑及一连接于所述信号发送模组及所述电脑之间的数据采集卡，其特征在于：所述信号发送模组包括至少一信号源及一与所述信号源相连的延时芯片，所述延时芯片包括一用于接收所述信号源的输出信号的输入端、一与所述数据采集卡相连的第一输出端及一与所述数据采集卡相连的第二输出端，所述延时芯片的第一输出端将所述信号源的输出信号实时输出至所述数据采集卡，所述数据采集卡包括一与所述延时芯片相连的延时控制模块，所述延时控制模块与所述电脑相连以接收所述电脑输出的延时指令并根据延时指令控制所述延时芯片的输出信号延时时间，所述延时芯片根据延时指令对所述信号源的输出信号进行延时处理，并将经过延时处理后的信号通过所述第二输出端输出至所述数据采集卡，所述数据采集卡将其采集的信号输出至所述电脑分析处理。
2.如权利要求1所述的信号采集系统，其特征在于：所述数据采集卡还包括一数据接口模块，所述数据接口模块与所述电脑相连以接收所述电脑发出的指令并将所述数据采集卡采集到的信号输出至所述电脑。
3.如权利要求2所述的信号采集系统，其特征在于：所述数据采集卡还包括一连接于所述数据接口模块及所述延时控制模块之间的读写控制模块，所述数据接口模块将所述电脑输出的延时指令输出至所述读写控制模块，所述读写控制模块将其接收的延时指令输出至所述延时控制模块。
4.如权利要求3所述的信号采集系统，其特征在于：所述数据采集卡还包括一与所述延时芯片相连的异步数据采集模块及一与所述异步数据采集模块相连的同步数据采集模块，所述异步数据采集模块异步采集所述延时芯片输出的信号，所述同步数据采集模块同步采集所述异步数据采集模块采集到的信号。
5.如权利要求4所述的信号采集系统，其特征在于：所述数据采集卡还包括一与所述同步数据采集模块相连的存储模块，所述存储模块将所述同步数据采集模块采集到的信号存储至相应的地址。
6.如权利要求5所述的信号采集系统，其特征在于：所述读写控制模块与所述异步数据采集模块相连从而将所述电脑输出的数据采集指令输出至所述异步数据采集模块，所述读写控制模块还与所述存储模块相连从而读取所述存储模块存储的信号。
7.如权利要求2所述的信号采集系统，其特征在于：所述数据接口模块为一通用异步接收/发送接口模块。
8.一种信号采集方法，包括以下步骤：
提供一具有数据接口模块、读写控制模块及延时控制模块的数据采集卡；
输出至少一路高速信号至一与所述数据采集卡相连的延时芯片；
一电脑输出延时指令及数据采集指令至所述数据采集卡的数据接口模块；
所述数据采集卡的延时控制模块输出延时控制信号至所述延时芯片；
所述延时芯片将所述高速信号实时输出至所述数据采集卡；
所述延时芯片将所述高速信号进行延时处理后再次输出至所述数据采集卡；
所述数据采集卡采集所述延时芯片输出的高速信号；
所述数据采集卡将其采集到的高速信号输出至所述电脑；及
所述电脑存储并分析接收到的高速信号。
9.如权利要求8所述的信号采集方法，其特征在于：所述数据采集卡采集所述延时芯片输出的高速信号的步骤包括利用一异步数据采集模块异步采集所述延时芯片输出的高速信号及利用一同步数据采集模块同步采集所述异步数据采集模块采集到的高速信号的子步骤。
10.如权利要求8所述的信号采集方法，其特征在于：所述信号采集方法还包括利用所述数据采集卡的读写控制模块从所述数据接口模块读取所述延时指令及数据采集指令及所述数据采集卡的读写控制模块将所述延时指令输出至所述延时控制模块的步骤。
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