CN202025320U

CN202025320U - 一种数据采集装置

Info

Publication number: CN202025320U
Application number: CN2011200784449U
Authority: CN
Inventors: 郑智慧; 覃正迪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-03-23

Abstract

本实用新型实施例公开了一种数据采集装置，包括包括用于根据预设的采样时间脉冲信号产生地址信号的地址产生器、用于根据地址产生器产生的地址信号进行存储器的地址选址的选址控制器、用于将按照采样时间脉冲信号对采集的数据进行采样后的数字信号存入选定的存储器的地址中的存入控制器，以及存储器，其中选址控制器分别与地址产生器、存入控制器以及存储器相连接，存入控制器还与存储器相连接。采用本实用新型，解决了现有技术在数据采集的过程中存储器容量有限，不能进行较长时间的连续实时采样的问题；大大提高了采集数据的实时性和连续性，实现在较长时间段内进行连续不间断的高速数据采集和存储，满足了人们进行科研的需求。

Description

一种数据采集装置

技术领域

本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种数据采集装置。

背景技术

数字信号处理是研究用数字方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、调制、解调以及快速算法的一门技术学科，是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。

在对各种物理信号进行数字信号处理的过程中，最重要的步骤是数据的采样和量化，也就是所谓的数据采集过程。在绝大部分的科学研究和产品开发过程中，数据采集装置往往是必须首先考虑的部分，因为它是连接各种物理信号和后期信号处理的桥梁。在科研和产品开发的前期方案验证和各种算法的测试阶段，数字信号的后处理一般是由普通计算机来完成。

随着数字信号处理技术和集成电路的高速发展，各种被测信号的频谱被不断地扩展，这就对数据采集的采样带宽提出了更高的要求，需要进行宽带高速的数据采集。然而，现有技术中对数据采集装置往往以先进先出（FIFO，First Input First Output）存储器为内置缓存，将采集的数据直接存储在该存储器中，但是该存储器的深度（也就是存储器的大小）非常有限，不能进行较长时间的连续实时采样，尤其不能适用在高速数据采集的应用场合。

因此，当前亟需一种通用的适用高速数据采集的数据采集装置，以解决现有技术在数据采集的过程中存储器容量有限，不能进行较长时间的连续实时采样的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种数据采集装置。实现了高速数据采集，解决了现有技术在数据采集的过程中存储器容量有限，不能进行较长时间的连续实时采样的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种数据采集装置，包括用于根据预设的采样时间脉冲信号产生地址信号的地址产生器、用于根据所述地址产生器产生的地址信号进行存储器的地址选址的选址控制器、用于将按照所述采样时间脉冲信号对采集的数据进行采样后的数字信号存入选定的所述存储器的地址中的存入控制器，以及存储器，其中所述选址控制器分别与所述地址产生器、所述存入控制器以及所述存储器相连接，所述存入控制器还与所述存储器相连接。

其中，所述数据采集装置还包括与所述存储器连接，用于将所述存储器的地址中存储的数据传送至外部设备的输出端口

其中，所述数据采集装置用于设置采样时间脉冲信号的时钟单元，所述时钟单元分别与所述地址产生器、所述选址控制器以及所述存入控制器相连接。

其中，所述输出端口为USB（通用串行总线）端口。

其中，所述数据采集装置还包括用于根据所述时钟单元设置的采样时间脉冲信号对采集的数据进行采样的数据采样单元，所述数据采样单元分别与所述时钟单元、所述存入控制器以及所述存储器相连接。

其中，所述时钟单元、所述选址控制器以及所述存入控制器集成为时钟控制单元。

其中，所述地址产生器为现场可编程门阵列（FPGA，Field－Programmable Gate Array）。

其中，所述数据采样单元为A/D（Analog-to-Digital converter）变换器。

其中，所述存储器为规格DDR3的内置存储器。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

通过地址产生器产生地址信号，并且选址控制器根据该地址信号进行存储器的地址选取，从而可以实现大容量存储器的使用，解决了现有技术在数据采集的过程中存储器容量有限，不能进行较长时间的连续实时采样的问题；特别对于科研课题或产品的研发阶段，由于接口的硬件还不能确定，各种算法还不成熟，需要在普通计算机上进行验证和选择，要求很高的数据采集实时性和连续性，通过本实用新型实施例大大提高了采集数据的实时性和连续性，实现在较长时间段内进行连续不间断的高速数据采集和存储，满足了人们进行科研的需求；通过简单的输出接口即可将存储的数据传送到外部设备（如计算机等）进行后续处理，更加便于采样数据的后处理，提高了数据处理的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型数据采集装置的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型数据采集装置的第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型数据采集装置的第三实施例的结构示意图；

图4是本实用新型数据采集装置的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

如图1示出的本实用新型数据采集装置的第一实施例的结构示意图，数据采集装置1包括地址产生器11，选址控制器12，存入控制器13以及存储器14其中，选址控制器12分别与地址产生器11、存入控制器13以及存储器14相连接，存入控制器13还与存储器14相连接；

地址产生器11用于根据预设的采样时间脉冲信号产生地址信号；

具体地，用户可以简单地预先设置采样时间脉冲信号以及存储深度，该采用时间脉冲信号即为采用速率，具体可以包括内时钟或外时钟，地址产生器11将根据该采样时间脉冲信号产生地址信号。

选址控制器12用于根据地址产生器11产生的地址信号进行存储器的地址选址；

存入控制器13用于将按照所述采样时间脉冲信号对采集的数据进行采样后的数字信号存入选定的存储器14的地址中。

具体地，该地址信号即为地址驱动信号，指向存储器以进行存储地址的选址，存入控制器13将按照该采样时间脉冲信号采集的数据存入选定的存储器14的地址中。

进一步地，如图2示出的本实用新型数据采集装置的第二实施例的结构示意图，数据采集装置1包括地址产生器11，选址控制器12，存入控制器13以及存储器14外，还可以输出端口15，用于将所述存储器的地址中存储的数据传送至外部设备，以进行算法验证和/或选择。输出端口15与存储器14连接。

具体地，所述输出端口15包括但不限于USB端口等传统端口，即本实用新型实施例的数据采集装置1利用简单的接口即可将存储的采集信号传送至外部设备（包括普通计算机等），以进行算法验证和/或选择。

进一步地，如图3示出的本实用新型数据采集装置的第三实施例的结构示意图，数据采集装置1包括地址产生器11，选址控制器12，存入控制器13以及存储器14外，还可以包括用于设置采样时间脉冲信号的时钟单元16，时钟单元16分别与地址产生器11、选址控制器12以及存入控制器13相连接。

再进一步地，如图4示出的本实用新型数据采集装置的第四实施例的结构示意图，数据采集装置1包括地址产生器11，选址控制器12，存入控制器13、存储器14以及时钟单元16外，还可以包括用于根据时钟单元16设置的采样时间脉冲信号对采集的数据进行采样的数据采样单元17，数据采样单元17分别与时钟单元16、存入控制器13以及存储器14相连接。

具体地，数据采集单元17可以包括但不限于A/D变换器；数据采集装置1可以将采集的数据经过A/D变换器进行采样和量化处理，然后存入控制器13将A/D变换器处理后的数据存入选定的存储器14的地址中。

地址产生器11可以具体用于依据时钟单元16的采样时间脉冲信号的频率依次对应产生各个地址信号；

选址控制器12可以具体用于根据地址产生器11依次产生的各个地址信号对应进行存储器14的地址选址；

存入控制器13可以具体用于将数据采样单元17进行采样后的各个数字信号依次对应存入根据所述各个地址信号选定的所述存储器的地址中；

具体地，每一个产生的地址信号可以代表一个存储单元，该采用时间脉冲信号可以作为产生地址信号的变换信号；地址产生器11依据该采样时间脉冲信号的频率依次对应产生各个地址信号，然后选址控制器12根据该依次产生的各个地址信号对应进行存储器的地址选址，以使每一个采样数据有序地存入各个存储单元中。

需要说明的是，本实用新型实施例中通过地址产生器11产生的地址驱动存储器14的地址选址的技术手段可以实现大容量存储器的使用，即可以使用至少500M字节的内置存储器，并可以根据用户的具体需求，扩充至数G字节；用户通过时钟单元16简单地设置采样时间脉冲信号以及存储深度和触发方式（包括内触发或者外触发），那么在该触发方式下，在一个时段内可以将一个完整的信号采集到内置的存储器中。

需要说明的是，本实用新型实施例中的时钟单元16、选址控制器12和存入控制器13可以集成为时钟控制单元，接收外部时钟和外触发，以控制完成对存储器14的地址选址以及将按照所述采样时间脉冲信号采集的数据存入选定的存储器14的地址；本实用新型实施例中的存储器14包括但不限于规格为DDR3的内置存储器。

综上所述，通过地址产生器产生地址信号，并且选址控制器根据该地址信号进行存储器的地址选取，从而可以实现大容量存储器的使用，解决了现有技术在数据采集的过程中存储器容量有限，不能进行较长时间的连续实时采样的问题；特别对于科研课题或产品的研发阶段，由于接口的硬件还不能确定，各种算法还不成熟，需要在普通计算机上进行验证和选择，要求很高的数据采集实时性和连续性，通过本实用新型实施例大大提高了采集数据的实时性和连续性，实现在较长时间段内进行连续不间断的高速数据采集和存储，满足了人们进行科研的需求；通过简单的输出接口即可将存储的数据传送到外部设备（如计算机等）进行后续处理，更加便于采样数据的后处理，提高了数据处理的效率。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims

1.一种数据采集装置，其特征在于，包括用于根据预设的采样时间脉冲信号产生地址信号的地址产生器、用于根据所述地址产生器产生的地址信号进行存储器的地址选址的选址控制器、用于将按照所述采样时间脉冲信号对采集的数据进行采样后的数字信号存入选定的所述存储器的地址中的存入控制器，以及存储器，其中所述选址控制器分别与所述地址产生器、所述存入控制器以及所述存储器相连接，所述存入控制器还与所述存储器相连接。

2.如权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，还包括与所述存储器连接，用于将所述存储器的地址中存储的数据传送至外部设备的输出端口。

3.如权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，还包括用于设置采样时间脉冲信号的时钟单元，所述时钟单元分别与所述地址产生器、所述选址控制器以及所述存入控制器相连接。

4.如权利要求2所述的数据采集装置，其特征在于，所述输出端口为USB通用串行总线端口。

5.如权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，还包括用于根据所述时钟单元设置的采样时间脉冲信号对采集的数据进行采样的数据采样单元，所述数据采样单元分别与所述时钟单元、所述存入控制器以及所述存储器相连接。

6.如权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，所述时钟单元、所述选址控制器以及所述存入控制器集成为时钟控制单元。

7.如权利要求1-6任一项所述的数据采集装置，其特征在于，所述地址产生器为FPGA现场可编程门阵列。

8.如权利要求1-6任一项所述的数据采集装置，其特征在于，所述数据采样单元为A/D变换器。

9.如权利要求1-6任一项所述的数据采集装置，其特征在于，所述存储器为规格DDR3的内置存储器。