CN114047724A - 信号采集板卡及自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种信号采集板卡及自动化测试系统。信号采集板卡包括主控制器、总线模块、多个信号采集模块和多个隔离电源模块，总线模块和多个信号采集模块分别与主控制器连接，多个隔离电源模块与多个信号采集模块一一对应连接；总线模块用于连接上位机和主控制器；信号采集模块用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号，并根据模拟电压信号获得目标数字信号，再将目标数字信号发送给主控制器；隔离电源模块用于为对应的信号采集模块提供工作电能；主控制器用于在接收到多个信号采集模块中的至少一个信号采集模块发送的至少一路目标数字信号之后，通过总线模块，将至少一路目标数字信号发送给上位机，以保证目标数字信号的准确度。

Description

信号采集板卡及自动化测试系统

技术领域

本申请涉及电子设备或元器件的自动化测试领域，具体而言，涉及一种信号采集板卡及自动化测试系统。

背景技术

在应用于航天工业的电子设备或元器件的自动化测试领域，经常需要测量某一目标设备的多路模拟电压信号，或同时测量多个被测设备的多路模拟电压信号。这些模拟电压信号在传输的过程中，通常会相互干扰，不仅会影响被测设备的正常运行，还会影响上位机所接收到的最终信号的准确度。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种信号采集板卡及自动化测试系统，以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例提供的信号采集板卡包括主控制器、总线模块、多个信号采集模块和多个隔离电源模块，总线模块和多个信号采集模块分别与主控制器连接，多个隔离电源模块与多个信号采集模块一一对应连接；

总线模块用于连接上位机和主控制器；

信号采集模块用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号，并根据模拟电压信号获得目标数字信号，再将目标数字信号发送给主控制器；

隔离电源模块用于为对应的信号采集模块提供工作电能；

主控制器用于在接收到多个信号采集模块中的至少一个信号采集模块发送的至少一路目标数字信号之后，通过总线模块，将至少一路目标数字信号发送给上位机。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第一种可选的实施方式，信号采集模块包括模数转换单元和信号隔离单元，信号隔离单元分别与模数转换单元和主控制器连接；

模数转换单元用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号，并将模拟电压信号转换为目标数字信号，再将目标数字信号发送给信号隔离单元；

信号隔离单元用于将目标数字信号发送给主控制器，以实现目标数字信号的隔离传输。

结合第一方面的第一种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第二种可选的实施方式，模数转换单元包括电压跟随器和模数转换芯片，模数转换芯片的信号输入引脚与电压跟随器连接，模数转换芯片的信号输出引脚与信号隔离单元连接；

电压跟随器用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号，并将模拟电压信号发送给模数转换芯片，以实现模拟电压信号的高阻输入；

模数转换芯片用于将模拟电压信号转换为目标数字信号，并将目标数字信号发送给信号隔离单元。

结合第一方面的第一种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第三种可选的实施方式，隔离电源模块包括第一调节单元和第二调节单元，第一调节单元与对应的信号采集模块中包括的模数转换单元连接，第二调节单元分别与第一调节单元，以及对应的信号采集模块中包括的模数转换单元和信号隔离单元连接；

第一调节单元用于连接供电电源，以对供电电源提供的初始电源信号进行调节，获得第一目标电源信号，第一目标电源信号用于为对应的信号采集模块中包括的模数转换单元提供部分工作电能；

第二调节单元用于对第一目标电源信号进行调节，获得第二目标电源信号，第二目标电源信号用于为对应的信号采集模块中包括的模数转换单元提供另一部分工作电能，以及为对应的信号采集模块中包括的信号隔离单元提供工作电能。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第四种可选的实施方式，主控制器包括触发控制模块和多个信号采集控制模块，触发控制模块分别与总线模块和多个信号采集控制模块连接，多个信号采集控制模块还与多个信号采集模块一一对应连接；

触发控制模块用于在接收到上位机通过总线模块发送的采集控制指令之后，将采集控制指令发送给多个信号采集控制模块中包括的至少一个信号采集控制模块；

至少一个信号采集控制模块用于按照采集控制指令控制对应的至少一个信号采集模块启动工作，并接收至少一个信号采集模块获取的至少一路目标数字信号，再通过总线模块，将至少一路目标数字信号发送给上位机。

结合第一方面的第四种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第五种可选的实施方式，主控制器还包括直接存储器访问控制模块和寄存器存取控制模块，直接存储器访问控制模块和寄存器存取控制模块分别与多个信号采集控制模块连接；

至少一个信号采集控制模块用于在接收到直接存储器访问控制模块发送的第一存取方式指示信号，且接收到至少一个信号采集模块获取的至少一路目标数字信号之后，以直接存储器访问的方式，通过总线模块，将至少一路目标数字信号发送给上位机；

至少一个信号采集控制模块用于在接收到寄存器存取控制模块发送的第二存取方式指示信号，且接收到至少一个信号采集模块获取的至少一路目标数字信号之后，以寄存器存取的方式，通过总线模块，将至少一路目标数字信号发送给上位机。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第六种可选的实施方式，触发控制模块还用于在接收到上位机通过总线模块发送的触发模式选择指令，且接收到上位机通过总线模块发送的采集控制指令之后，按照触发模式选择指令所指示的触发模式，触发信号采集模块启动工作。

结合第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第七种可选的实施方式，信号采集板卡还包括母板和子板；

多个信号采集模块中的部分信号采集模块与对应的隔离电源模块共同设置于母板，另一部分部分信号采集模块与对应的隔离电源模块共同设置于子板。

结合第一方面的第七种可选的实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第八种可选的实施方式，子板可拆卸地设置于母板上。

第二方面，本申请实施例提供的自动化测试系统包括上位机和第一方面，或第一方面的任意一种可选的实施方式所提供的信号采集板卡，信号采集板卡中包括的总线模块与上位机连接；

上位机用于根据接收到至少一路目标数字信号，获得针对至少一路目标数字信号中每路目标数字信号所对应的目标设备的自动化测试结果。

本申请实施例提供的信号采集板卡包括主控制器、总线模块、多个信号采集模块和多个隔离电源模块，总线模块和多个信号采集模块分别与主控制器连接，多个隔离电源模块与多个信号采集模块一一对应连接。由于多个隔离电源模块与多个信号采集模块一一对应连接，也即，针对多个隔离电源模块中的每个隔离电源模块，该隔离电源模块仅用于为对应的信号采集模块提供工作电能，因此，可以避免共用电源而产生的交互干扰，那么，信号采集模块在采集目标设备的模拟电压信号，并根据模拟电压信号获得目标数字信号，再将目标数字信号发送给主控制器的过程，也就能够保证信号传输的独立性，能够保证目标设备正常运行，同时保证主控制器接收，并发送给上位机的目标数字信号的准确度。

本申请实施例提供的自动化测试系统与上述信号采集板卡具有相同的有益效果，此处不作赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种信号采集板卡的示意性结构框图。

图2为本申请实施例提供的信号采集板卡的第二种示意性结构框图。

图3为本申请实施例提供的信号采集板卡的第三种示意性结构框图。

图4为本申请实施例提供的一种模数转换单元的电路结构示意图。

图5为本申请实施例提供的一种信号隔离单元的电路结构示意图。

图6为本申请实施例提供的信号采集板卡的第四种示意性结构框图。

图7为本申请实施例提供的一种隔离电源模块的电路结构示意图。

图8为本申请实施例提供的信号采集板卡的第五种示意性结构框图。

图9为本申请实施例提供的信号采集板卡的第六种示意性结构框图。

图10为本申请实施例提供的一种电源转换模块的电路结构示意图。

图11为本申请实施例提供的一种多个信号采集模块和多个隔离电源模块的设置方式示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。此外，应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1，本申请实施例了一种信号采集板卡100，包括主控制器110、总线模块120、多个信号采集模块130和多个隔离电源模块140，总线模块120和多个信号采集模块130分别与主控制器110连接，多个隔离电源模块140与多个信号采集模块130一一对应连接。

总线模块120用于连接上位机和主控制器110，信号采集模块130用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号，并根据模拟电压信号获得目标数字信号，再将目标数字信号发送给主控制器110，隔离电源模块140用于为对应的信号采集模块130提供工作电能，主控制器110用于在接收到多个信号采集模块130中的至少一个信号采集模块130发送的至少一路目标数字信号之后，通过总线模块120，将至少一路目标数字信号发送给上位机。

本申请实施例中，总线模块120可以是PXIe总线模块，也可以是PXI总线模块，还可以是CPCI总线模块，其用于连接上位机和主控制器110，也即，用于实现上位机与主控制器110之间数据和指令的交互，而上位机可以理解为能够直接发出操控指令的计算机设备，主控制器110可以是现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。基于此，可以理解的是，本申请实施例中，主控制器110内部可以集成PXIe总线模块的控制逻辑，也可以集成PXI总线模块的控制逻辑，还可以集成CPCI总线模块的控制逻辑。当然，总线模块120也可以同时包括PXIe总线模块、PXI总线模块和CPCI总线模块中的至少两者，例如，同时包括PXIe总线模块和PXI总线模块，那么，主控制器110内部便需要同时集成PXIe总线模块和PXI总线模块的控制逻辑，以实现信号采集板卡100对PXIe总线模块和PXI总线模块的兼容。

由于针对多个隔离电源模块140中的每个隔离电源模块140，该隔离电源模块140仅用于为对应的信号采集模块130提供工作电能，因此，可以避免共用电源而产生的交互干扰，那么，信号采集模块130在采集目标设备的模拟电压信号，并根据模拟电压信号获得目标数字信号，再将目标数字信号发送给主控制器110的过程，也就能够保证信号传输的独立性，能够保证目标设备正常运行，同时保证主控制器110接收，并发送给上位机的目标数字信号的准确度。

请结合图2，作为一种可选的实施方式，信号采集模块130可以包括模数转换单元131和信号隔离单元132，信号隔离单元132分别与模数转换单元131和主控制器110连接。

模数转换单元131用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号，并将模拟电压信号转换为目标数字信号，再将目标数字信号发送给信号隔离单元132，信号隔离单元132用于将目标数字信号发送给主控制器110，以实现目标数字信号的隔离传输，从而进一步提高目标数字信号的准确度。

此外，请结合图3，本申请实施例中，模数转换单元131可以包括电压跟随器1311和模数转换芯片1312，模数转换芯片1312的信号输入引脚与电压跟随器1311连接，模数转换芯片1312的信号输出引脚与信号隔离单元132连接。

电压跟随器1311用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号，并将模拟电压信号发送给模数转换芯片1312，以实现模拟电压信号的高阻输入，避免对目标设备的模拟电压信号产生影响，模数转换芯片1312用于将模拟电压信号转换为目标数字信号，并将目标数字信号发送给信号隔离单元132。

由于模拟电压信号采用的是隔离传输的方式，因此，能够提高模拟电压信号传输的准确度，后续又是通过模拟电压信号转换为目标数字信号的，因此，能够更进一步地提高目标数字信号的准确度。

请结合图4，实际实施时，电压跟随器1311可以包括运算放大器U1，以及为运算放大器U1提供高阻抗、高精度分压输入的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的第一端用于连接目标设备，以采集目标设备的模拟电压信号ADIN1，第一电阻R1的第二端通过第三电阻R3与运算放大器U1的第三引脚连接，也即，与运算放大器U1的正输入端连接，第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第一端连接，第二电阻R2的第二端接模拟地FGND1，同时，第一电阻R1的第一端还通过第一电容C1接模拟地FGND1。此外，第一电阻R1和第三电阻R3之间还分别连接至第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极，第一二极管D1的正极接入第二电源信号F15V1-，第二二极管D2的正极接入第一电源信号F15V1+。运算放大器U1的第七引脚作为正电源端，接入第一电源信号F15V1+，且通过第二电容C2接模拟地FGND1，第四引脚作为负电源端，接入第二电源信号F15V1-，且通过第三电容C3接模拟地FGND1，第六引脚作为输出端，用于输出运放模拟电压信号ADIN，且第六引脚通过并联的第四电容C4和第四电阻R4接入第二引脚。

其中，第一电阻的阻值可以是9MΩ，第二电阻R2的阻值可以是1MΩ，第三电阻R3的阻值可以是22Ω，第四电阻R4的阻值可以是10KΩ，第一电容C1的容值可以是100PF，第二电容C2和第三电容C3的容值可以是0.1UF，第四电容C4的容值可以是15PF,第一电源信号F15V1+为15V的正电压信号，第二电源信号F15V1-为15V的负电压信号。

以下，将结合图4所示的电路结构，对电压跟随器1311输出运放模拟电压信号ADIN的过程进行计算推导。

ADIN1：目标设备的模拟电压信号

OPAIN1：运算放大器U1的正输入端电压信号

ADIN：运算放大器U1的输出端电压信号，也即，运放模拟电压信号

V_OPAIN1＝V_ADIN1*R2/(R1+R2)

运算放大器U1构成电压跟随器1311，其输出电压V_VADIN为：

V_ADIN＝V_OPAIN1＝V_ADIN1*R2/(R1+R2)

进一步地，本申请实施例中，模数转换芯片1312可以是SAD8509芯片，其分辨率为16bit，最高采样速率为250Kbps。

以模数转换芯片1312为SAD8509芯片为例，为满足±10V的输入电压范围，可以在其第一引脚连接200Ω的第五电阻R5，也即，模数转换芯片1312的信号输入引脚连接200Ω的第五电阻R5，以通过第五电阻R5进一步连接到电压跟随器1311，具体连接到电压跟随器1311的第六引脚，用于接收运放模拟电压信号7FOPA177，此外，模数转换芯片1312的第二引脚接模拟地ADIN，第三引脚通过第六电阻R6接模拟地FGND1，同时，第三引脚通过串联的第七电阻R7和第一极性电容C5接模拟地FGND1，且第一极性电容C5的正极连接第七电阻R7，第一极性电容C5的负极接模拟地FGND1，第四引脚和第五引脚分别连接至第七电阻R7和第一极性电容C5之间，第六引脚通过第二极性电容C6接模拟地FGND1，且第二极性电容C6的正极连接第六引脚，第二极性电容C6的负极接模拟地FGND1。

当然，上述连接方式可以替换为其他，以使模数转换芯片1312为SAD8509满足其他的输入电压范围，本申请实施例对此不作赘述。

模数转换芯片1312的第十九引脚通过并联的第七电容C7和第八电容C8接入第三电源信号AVDD1，同时，直接接入模拟地FGND1，第二十引脚接入第四电源信号DVDD1，且通过并联的第九电容C9和第十电容C10接数字地DGND1，第十引脚接数字地DGND1，第十六引脚通过第八电阻接数字地DGND1，第八引脚通过第九电阻接入第四电源信号DVDD1，第九引脚通过第十电阻R10接数字地DGND1，第十八引脚通过第十一电阻R11接数字地DGND1，第十四引脚通过第十二电阻接数字地DGND1。

此外，模数转换芯片1312中，第十五引脚为工作状态输入引脚，用于输出表征模数转换芯片1312工作状态的状态指示信号，第十二引脚为数字信号输出引脚，用于输出对运放模拟电压信号ADIN进行转换，获得的目标数字信号，第十七引脚为时钟同步引脚，第十三引脚作为转换启动控制输入引脚，用于接收转换控制信号，以使模数转换芯片1312启动工作。

其中，第五电阻R5的阻值可以是200Ω，第六电阻R6的阻值可以是100Ω，第七电阻R7的阻值可以是33.2KΩ，第八电阻R8和第九电阻R9的阻值可以是4.7KΩ，第十电阻R10、第十一电阻R11和第十三电阻R13的阻值可以是4.7KΩ，第一极性电容C5和第二极性电容C6的容值可以是2.2UF，第七电容C7、第八电容C8和第十电容C10的容值可以是10UF，第九电容C9的容值可以是0.1UF。此外，第三电源信号AVDD1为5V的模拟电源信号，第四电源信号DVDD1为5V的数字电源信号。

在模数转换单元131具有图3所示结构，且具体具有图4所示电路结构的情况下，信号隔离单元132可以包括隔离传输芯片U2，例如，GL101C芯片。

请结合图5，以隔离传输芯片U2为GL101C芯片为例，隔离传输芯片U2的第一引脚接入第四电源信号DVDD1，且通过第十一电容C11接数字地DGND1，第二引脚接数字地DGND1，第三引脚与模数转换芯片1312的第十五引脚连接，以接收模数转换芯片1312的状态指示信号，第四引脚与模数转换芯片1312的第十二引脚连接，以接收模数转换芯片1312发送的目标数字信号，第五引脚与模数转换芯片1312的第十七引脚连接，以实现时钟信号同步，第六引脚与模数转换芯片1312的第十三引脚连接，用于将转换控制信号发送的模数转换芯片1312。隔离传输芯片U2的第七引脚通过第十三电阻R13接入第四电源信号DVDD1，第八引脚接数字地DGND1，同时，第十六引脚接入第五电源信号+3V3，且通过第十二电容C12接地，第十五引脚接地，且第十六引脚和第十五引脚之间连接第十二电容C12，第十引脚通过第十四电阻R14接入第五电源信号+3V3，第九引脚接地。

此外，隔离传输芯片U2中，第十四引脚与第三引脚对应，且与主控制器110连接，以接收模数转换芯片1312的状态指示信号，并发送给主控制器110，第十三引脚与第四引脚对应，且与主控制器110连接，以接收模数转换芯片1312发送的目标数字信号，并发送给主控制器110，第十二引脚与第五引脚对应，且与主控制器110连接，以实现时钟信号传同步，第十一引脚与第六引脚对应，且与主控制器110连接，用于将主控制器110发送的转换控制信号通过第六引脚将转换控制信号发送的模数转换芯片1312。

其中，第十三电阻R13和第十四电阻R14的阻值可以是10KΩ，第十一电容C11和第十二电容C12的容值可以是0.1UF，第四电源信号DVDD1为5V的数字电源信号，第五电源信号+3V3为3.3V电源信号。

进一步地，请结合图6，本申请实施例中，隔离电源模块140包括第一调节单元141和第二调节单元142，第一调节单元141与对应的信号采集模块130中包括的模数转换单元131连接，第二调节单元142分别与第一调节单元141，以及对应的信号采集模块130中包括的模数转换单元131和信号隔离单元132连接。

第一调节单元141用于连接供电电源，以对供电电源提供的初始电源信号进行调节，获得第一目标电源信号，第一目标电源信号用于为对应的信号采集模块130中包括的模数转换单元131提供部分工作电能，第二调节单元142用于对第一目标电源信号进行调节，获得第二目标电源信号，第二目标电源信号用于为对应的信号采集模块130中包括的模数转换单元131提供另一部分工作电能，以及为对应的信号采集模块130中包括的信号隔离单元132提供工作电能。

其中，供电电源可以由总线模块120的背板提供。

此外，在模数转换单元131具有图4所示电路结构，信号隔离单元132具有图5所示电路结构的情况下，本申请实施例中，隔离电源模块140中包括的第一调节单元141和第二调节单元142可以具有图7所示的电路结构。

请结合图7，本申请实施例中，第一调节单元141可以包括A0515S电压调节芯片，此处，定义为第一电压调节芯片U3。

第一电压调节芯片U3中，第二引脚连接总线模块120的背板，以接入背板提供的初始电源信号VCC，且第二引脚，通过并联的第十三电容C13和第十四电容C14接地，第一引脚接地，第六引脚作为正电压信号输出端，用于输出一路第一目标电源信号，也即，第一电源信号F15V1+，其为15V的正电压信号，第六引脚还通过并联的第十五电容C15和第十六电容C16接模拟地FGND1，第八引脚作为负电压信号输出端，用于输出另一路第一目标电源信号，也即，第二电源信号F15V1-，其为15V的负电压信号，第八引脚还通过第十七电容C17接模拟地FGND1，第七引脚接模拟地FGND1。

其中，第十三电容C13的容值可以是10UF，第十四电容C14、第十五电容C15和第十七电容C17的容值可以是0.1UF，第十六电容C16的容值可以是10UF，初始电源信号VCC为5V电压信号。

第一电源信号F15V1+和第二电源信号F15V1-用于为对应的信号采集模块130中包括的模数转换单元131提供部分工作电能，具体为模数转换单元131中包括的电压跟随器1311提供工作电能。

进一步地，本申请实施例中，第二调节单元142可以包括78L05电压调节芯片，此处，定义为第二电压调节芯片U4。

第二电压调节芯片U4中，第一引脚连接第一调节单元141，以接入一路第一目标电源信号，也即，第一电源信号F15V1+，第二引脚接模拟地FGND1，第三引脚作为正电压信号输出端，用于输出待处理目标电源信号F5V1，其为5V电源信号，此后，通过第一磁珠FB1处理，获得第三电源信号AVDD1，也即，5V的模拟电源信号，同时，通过第十五电阻R15，获得第四电源信号DVDD1，也即，5V的数字电源信号。此外，第三引脚还通过串联的第十八电容C18和第二磁珠FB2接数字地DGN1，同时，第十八电容C18远离第三引脚的一端还接数字地DGN1。

其中，第十八电容C18的容值可以是0.1UF，第十五电阻R15的阻值可以是10Ω。

第三电源信号AVDD1用于为对应的信号采集模块130中包括的模数转换单元131提供另一部分工作电能，具体为模数转换单元131中包括的模数转换芯片1312提供工作电能，第四电源信号DVDD1用于为对应的信号采集模块130中包括的模数转换单元131提供另一部分工作电能，具体为模数转换单元131中包括的模数转换芯片1312提供工作电能，同时，为对应的信号采集模块130中包括的信号隔离单元132提供工作电能。

进一步地，请结合图8，本申请实施例中，主控制器110包括触发控制模块111和多个信号采集控制模块112，触发控制模块111分别与总线模块120和多个信号采集控制模块112连接，多个信号采集控制模块112还与多个信号采集模块130一一对应连接。

触发控制模块111用于在接收到上位机通过总线模块120发送的采集控制指令之后，将采集控制指令发送给多个信号采集控制模块112中包括的至少一个信号采集控制模块112，至少一个信号采集控制模块112则用于按照采集控制指令控制对应的至少一个信号采集模块130启动工作，并接收至少一个信号采集模块130获取的至少一路目标数字信号，再通过总线模块120，将至少一路目标数字信号发送给上位机。

在上述过程中，触发控制模块111还用于在接收到上位机通过总线模块120发送的触发模式选择指令，且接收到上位机通过总线模块120发送的采集控制指令之后，按照触发模式选择指令所指示的触发模式，触发信号采集模块130启动工作。其中，触发模式选择指令所对应的触发模式可以是同步外触发、软件触发、触发线触发、被测值电平触发等多种触发模式，且触发线触发可以是PXI触发线触发。

此外，实际实施时，信号采集控制模块112可以包括先入先出(First-In First-Out，FIFO)控制模块和采集执行控制模块，其中，FIFO控制模块分别连接触发控制模块111和采集执行控制模块，触发控制模块111在接收到上位机通过总线模块120发送的采集控制指令之后，通过主控制器110内部设置的IP核对采集控制指令进行解析，将解析之后的采集控制指令发送给触发控制模块111，以使得触发控制模块111按照解析之后的采集控制指令控制对应的FIFO控制模块，以使FIFO控制模块控制与其连接的采集执行控制模块发送转换控制信号至对应的信号采集模块130，以控制信号采集模块130启动工作，此后，采集执行控制模块接收信号采集模块130发送的目标数字信号，并发送给FIFO控制模块。

以信号采集模块130包括模数转换单元131和信号隔离单元132，而模数转换单元131具有图4所示电路结构，信号隔离单元132具有图5所示电路结构为例，信号隔离单元132中包括隔离传输芯片U2用于接收采集执行控制模块发送的转换控制信号，具体通过隔离传输芯片U2的第十一引脚接收，此外，目标数字信号通过隔离传输芯片U2的第十三引脚发送给采集执行控制模块。

进一步地，本申请实施例中，主控制器110还可以包括直接存储器访问(DirectMemory Access，DMA)控制模块和寄存器存取控制模块，DMA控制模块和寄存器存取控制模块分别与多个信号采集控制模块112连接，具体与多个信号采集控制模块112中包括的FIFO控制模块。

至少一个信号采集控制模块112用于在接收到DMA控制模块发送的第一存取方式指示信号，且接收到至少一个信号采集模块130获取的至少一路目标数字信号之后，以DMA的方式，通过总线模块120，将至少一路目标数字信号发送给上位机，也即，信号采集控制模块112中的FIFO控制模块将以DMA的方式，通过总线模块120，将至少一路目标数字信号发送给上位机，同时，至少一个信号采集控制模块112用于在接收到寄存器存取控制模块发送的第二存取方式指示信号，且接收到至少一个信号采集模块130获取的至少一路目标数字信号之后，以寄存器存取的方式，通过总线模块120，将至少一路目标数字信号发送给上位机，也即，信号采集控制模块112中的FIFO控制模块将以寄存器存取的方式，通过总线模块120，将至少一路目标数字信号发送给上位机。

在上述实施方式中，信号采集控制模块112与上位机之间可以以DMA的方式实现数据交互，也可以以寄存器存取的方式实现数据交互，因此，能够满足不同的数据传输需求。

请参阅图9，本申请实施例中，信号采集板卡100还包括电源转换模块150，电源转换模块150与主控制器110连接，且电源转换模块150用于连接总线模块120的背板，以对背板提供的初始电源信号进行调节，获得第三目标电源信号，第三目标电源信号用于为主控制器110提供部分工作电能。

示例性的，电源转换模块150可以包括第三电压调节芯片U5，而第三电压调节芯片U5可以是LTM4644电压调节芯片，如图10所示。

第三电压调节芯片U5用于对背板提供的初始电源信号进行调节，获得一路第三目标电源信号+3V3、一路第三目标电源信号+1V2，以及另一路第三目标电源信号+1V5，用于为主控制器110提供部分工作电能，在信号采集模块130包括模数转换单元131和信号隔离单元132，而模数转换单元131具有图4所示电路结构，信号隔离单元132具有图5所示电路结构的情况下，第三目标电源信号+3V3还可以为信号采集模块130中信号隔离单元132包括的提供部分工作电能。

其中，第三目标电源信号+3V3为3.3V的电压信号，第三目标电源信号+1V2为1.2V的电压信号，第三目标电源信号+1V5为为1.5V的电压信号。此外，图10中，第十九电容C19、第二十容值C20、第二十一电容C21和第二十二电容C22的容值可以是10UF，第二十三容值C23、第二十四电容C24和第二十五电容C25的容值可以是0.1UF，第二十六电容C25、第二十六电容C26和第二十八电容C26的容值可以是10PF，第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十八电阻R18的阻值可以是0Ω，第十九电阻R19的阻值可以是13.3KΩ，第二十电阻R20的阻值可以是30.1KΩ，第二十一电阻R21的阻值可以是40.2KΩ，第二十二电阻R22的阻值可以是100KΩ。

进一步地，本申请实施例中，信号采集板卡100还可以包括母板160和子板170。

请结合图11，多个信号采集模块130中的部分信号采集模块130与对应的隔离电源模块140共同设置于母板160，另一部分部分信号采集模块130与对应的隔离电源模块140共同设置于子板170，此外，子板170可拆卸地设置于母板160上。

在上述实施方式中，多个信号采集模块130中和多个隔离电源模块140合理布局在母板160和子板170上，能够增强信号采集板卡100的紧凑性，从而减小信号采集板卡100的尺寸，最终，可以将信号采集板卡100的尺寸做到160mm*100mm。

本申请实施例还提供了一种自动化测试系统，包括上位机和前述信号采集板卡100，信号采集板卡100中包括的总线模块120与上位机连接。

上位机用于根据接收到至少一路目标数字信号，获得针对至少一路目标数字信号中每路目标数字信号所对应的目标设备的自动化测试结果。

综上所述，本申请实施例提供的信号采集板卡100包括主控制器110、总线模块120、多个信号采集模块130和多个隔离电源模块140，总线模块120和多个信号采集模块130分别与主控制器110连接，多个隔离电源模块140与多个信号采集模块130一一对应连接。由于多个隔离电源模块140与多个信号采集模块130一一对应连接，也即，针对多个隔离电源模块140中的每个隔离电源模块140，该隔离电源模块140仅用于为对应的信号采集模块130提供工作电能，因此，可以避免共用电源而产生的交互干扰，那么，信号采集模块130在采集目标设备的模拟电压信号，并根据模拟电压信号获得目标数字信号，再将目标数字信号发送给主控制器110的过程，也就能够保证信号传输的独立性，能够保证目标设备正常运行，同时保证主控制器110接收，并发送给上位机的目标数字信号的准确度。

本申请实施例提供的自动化测试系统与上述信号采集板卡100具有相同的有益效果，此处不作赘述。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是机械上的固定连接、可拆卸连接或一体地连接，可以是电学上的电连接、通信连接，其中，通信连接又可以是有线通信连接或无线通信连接，此外，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本申请的部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号采集板卡，其特征在于，包括主控制器、总线模块、多个信号采集模块和多个隔离电源模块，所述总线模块和所述多个信号采集模块分别与所述主控制器连接，所述多个隔离电源模块与所述多个信号采集模块一一对应连接；

所述总线模块用于连接上位机和所述主控制器；

所述信号采集模块用于连接目标设备，以采集所述目标设备的模拟电压信号，并根据所述模拟电压信号获得目标数字信号，再将所述目标数字信号发送给所述主控制器；

所述隔离电源模块用于为对应的信号采集模块提供工作电能；

所述主控制器用于在接收到所述多个信号采集模块中的至少一个信号采集模块发送的至少一路目标数字信号之后，通过所述总线模块，将所述至少一路目标数字信号发送给所述上位机。

2.根据权利要求1所述的信号采集板卡，其特征在于，所述信号采集模块包括模数转换单元和信号隔离单元，所述信号隔离单元分别与所述模数转换单元和所述主控制器连接；

所述模数转换单元用于连接所述目标设备，以采集所述目标设备的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换为目标数字信号，再将所述目标数字信号发送给所述信号隔离单元；

所述信号隔离单元用于将所述目标数字信号发送给所述主控制器，以实现所述目标数字信号的隔离传输。

3.根据权利要求2所述的信号采集板卡，其特征在于，所述模数转换单元包括电压跟随器和模数转换芯片，所述模数转换芯片的信号输入引脚与所述电压跟随器连接，所述模数转换芯片的信号输出引脚与所述信号隔离单元连接；

所述电压跟随器用于连接目标设备，以采集所述目标设备的模拟电压信号，并将所述模拟电压信号发送给所述模数转换芯片，以实现所述模拟电压信号的高阻输入；

所述模数转换芯片用于将所述模拟电压信号转换为目标数字信号，并将所述目标数字信号发送给所述信号隔离单元。

4.根据权利要求2所述的信号采集板卡，其特征在于，所述隔离电源模块包括第一调节单元和第二调节单元，所述第一调节单元与对应的信号采集模块中包括的模数转换单元连接，所述第二调节单元分别与所述第一调节单元，以及对应的信号采集模块中包括的模数转换单元和信号隔离单元连接；

所述第一调节单元用于连接供电电源，以对所述供电电源提供的初始电源信号进行调节，获得第一目标电源信号，所述第一目标电源信号用于为对应的信号采集模块中包括的模数转换单元提供部分工作电能；

所述第二调节单元用于对所述第一目标电源信号进行调节，获得第二目标电源信号，所述第二目标电源信号用于为对应的信号采集模块中包括的模数转换单元提供另一部分工作电能，以及为对应的信号采集模块中包括的信号隔离单元提供工作电能。

5.根据权利要求1所述的信号采集板卡，其特征在于，所述主控制器包括触发控制模块和多个信号采集控制模块，所述触发控制模块分别与所述总线模块和所述多个信号采集控制模块连接，所述多个信号采集控制模块还与所述多个信号采集模块一一对应连接；

所述触发控制模块用于在接收到所述上位机通过所述总线模块发送的采集控制指令之后，将所述采集控制指令发送给所述多个信号采集控制模块中包括的至少一个信号采集控制模块；

所述至少一个信号采集控制模块用于按照所述采集控制指令控制对应的至少一个信号采集模块启动工作，并接收所述至少一个信号采集模块获取的至少一路目标数字信号，再通过所述总线模块，将所述至少一路目标数字信号发送给所述上位机。

6.根据权利要求5所述的信号采集板卡，其特征在于，所述主控制器还包括直接存储器访问控制模块和寄存器存取控制模块，所述直接存储器访问控制模块和所述寄存器存取控制模块分别与所述多个信号采集控制模块连接；

所述至少一个信号采集控制模块用于在接收到所述直接存储器访问控制模块发送的第一存取方式指示信号，且接收到所述至少一个信号采集模块获取的至少一路目标数字信号之后，以直接存储器访问的方式，通过所述总线模块，将所述至少一路目标数字信号发送给所述上位机；

所述至少一个信号采集控制模块用于在接收到所述寄存器存取控制模块发送的第二存取方式指示信号，且接收到所述至少一个信号采集模块获取的至少一路目标数字信号之后，以寄存器存取的方式，通过所述总线模块，将所述至少一路目标数字信号发送给所述上位机。

7.根据权利要求5所述的信号采集板卡，其特征在于，所述触发控制模块还用于在接收到所述上位机通过所述总线模块发送的触发模式选择指令，且接收到所述上位机通过所述总线模块发送的所述采集控制指令之后，按照所述触发模式选择指令所指示的触发模式，触发信号采集模块启动工作。

8.根据权利要求1所述的信号采集板卡，其特征在于，所述信号采集板卡还包括母板和子板；

所述多个信号采集模块中的部分信号采集模块与对应的隔离电源模块共同设置于所述母板，另一部分部分信号采集模块与对应的隔离电源模块共同设置于所述子板。

9.根据权利要求8所述的信号采集板卡，其特征在于，所述子板可拆卸地设置于所述母板上。

10.一种自动化测试系统，其特征在于，包括上位机和权利要求1～9中任意一项所述的信号采集板卡，所述信号采集板卡中包括的总线模块与所述上位机连接；

所述上位机用于根据接收到至少一路目标数字信号，获得针对所述至少一路目标数字信号中每路目标数字信号所对应的目标设备的自动化测试结果。

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