CN203909531U - 一种模拟信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟信号采集装置，属于自动化测试技术领域。所述装置包括信号处理单元、模拟/数字采样单元、存储单元、逻辑控制单元、数据采集单元接口芯片及电源保障单元，所述模拟/数字采样单元与所述信号处理单元电连接，所述逻辑控制单元分别与所述模拟/数字采样单元、所述数据采集单元接口芯片和所述存储单元电连接；所述电源保障单元分别与信号处理单元、模拟/数字采样单元、存储单元、逻辑控制单元以及数据采集单元接口芯片中的信号采样电路及信号处理电路，用于提供恒定的电源保障，在采样参数比较苛刻的场合下维持稳定的供电环境，保证了装置的采样精度及采样速度。

Description

一种模拟信号采集装置

技术领域

本实用新型涉及自动化测试技术领域，特别涉及一种模拟信号采集装置。

背景技术

随着现代科学技术的进展，模拟信号采集装置已经成为自动化测试领域中重要的组成部分，在雷达、通信、测控、图像处理等信号处理领域有着广泛的应用。

现有技术中，模拟信号采集装置在采样环节中是大范围的采集，没有恒定的电源保障；针对某些对采样精度、采样速度等参数要求比较苛刻的场合，现有的采集装置无法满足要求，工作时采集及处理的信息容易出现偏差。

实用新型内容

为了解决现有技术中模拟信号采集装置在采样参数比较苛刻的场合下，采集及处理的信息容易出现偏差的问题，本实用新型实施例提供了。技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种模拟信号采集装置，所述装置包括：

信号处理单元、模拟/数字采样单元、存储单元、逻辑控制单元、数据采集单元接口芯片及电源保障单元，所述模拟/数字采样单元与所述信号处理单元电连接，所述逻辑控制单元分别与所述模拟/数字采样单元、所述数据采集单元接口芯片和所述存储单元电连接；

所述电源保障单元包括：稳压器、运算放大器、差分放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；

所述稳压器的输入端外接电源，所述第一二极管与所述第二二极管串联，所述第一二极管的负极接所述稳压器的调整端，所述第二二极管的正极接地，所述第一电阻与所述第三二极管分别并联在所述稳压器的输出端与调整端之间，所述第一电容的正极连接所述稳压器的调整端，所述第一电容的负极接地，所述第二电容、第三电容以及所述第四电阻分别一端连接所述稳压器的输出端且另一端接地；

所述第五电阻与负载串联，所述负载的一端连接所述稳压器的输出端，所述第五电阻的另一端接地，所述第四电容、第六电容以及第四二极管分别并联在所述负载的两端；

所述第七电阻的一端连接所述负载而另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述第八电阻的一端连接所述运算放大器的反相输入端而另一端接地，所述第八电容、第十电阻及第十一电阻分别并联在所述运算放大器的反相输入端及输出端，所述第十一电阻处可以进行幅度调整；

所述负载为信号处理单元、模拟/数字采样单元、存储单元、逻辑控制单元以及数据采集单元接口芯片中的信号采样电路及信号处理电路；

所述第二电阻一端连接所述运算放大器的输出端而另一端连接所述差分放大器的反相输入端，所述第九电阻及所述第七电容分别并联在所述差分放大器的反相输入端及输出端，所述第五电容的一端连接所述差分放大器的同相输入端而另一端接地，所述第三电阻的一端连接所述差分放大器的同相输入端而另一端连接微处理器，所述第六电阻的一端连接所述差分放大器的输出端而另一端连接所述稳压器的调整端。

进一步地，所述信号处理单元包括衰减网络和匹配网络。

进一步地，所述衰减网络包括电阻分压电路和电容环路；所述电阻分压电路包括第二电阻和第四电阻，所述第二电阻和所述第四电阻串联连接，所述第四电阻的一端接地；所述电容环路包括第一电阻、第一电容、第二电容、可变电容、第三电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一电阻、所述第一电容、所述第二电容和所述第六电阻串联连接构成第一串联电路，所述可变电容、所述第三电阻和所述第五电阻串联连接构成第二串联电阻，且所述第一串联电路和所述第二串联电路并联连接。

进一步地，所述匹配网络包括幅度调节电路、负反馈电路和三极管；所述幅度调节电路包括偏置电压和运算放大器，所述幅度调节电路包括偏置电压和运算放大器，所述偏置电压与所述运算放大器的反相输入端连接，所述衰减网络输出端连接所述运算放大器的同相输入端，所述三极管连接所述运算放大器的输出端；所述负反馈电路与所述运算放大器和所述三极管分别进行连接；所述三极管连接所述运算放大器，以射极跟随方式输出信号，并输送至所述模拟/数字采样单元。

进一步地，所述幅度调节电路还包括第一电阻、第二电阻和第五电阻，所述偏置电压连接第一电阻，并通过所述第一电阻连接所述运算放大器的反相输入端，所述第一电阻连接所述第五电阻的一端；所述衰减网络的输出端连接所述第二电阻，并通过所述第二电阻连接所述运算放大器的同相输入端；所述第五电阻的另一端连接所述模拟/数字采样单元；所述负反馈电路具体包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第四电阻，所述第一电容的一端连接所述运算放大器，另一端接地；所述第二电容的一端连接所述运算放大器，另一端接地，并与所述第三电容和所述第四电容的一端分别进行连接，所述第四电容的另一端连接所述模拟/数字采样单元，所述第三电容的另一端连接所述三极管的集电极；所述第四电阻的一端连接所述三极管的发射极，另一端接地。

可选地，所述数据采集单元接口芯片为外设组件互联标准芯片。

可选地，所述外设组件互联标准芯片设有现场可编程门阵列逻辑块。

可选地，所述外设组件互联标准芯片设有单片机。

可选地，所述存储单元为静态随机存取存储器。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型实施例通过使用电源保障单元为模拟信号采集装置的各单元提供恒定的电源保障，在采样参数比较苛刻的场合下维持稳定的供电环境，提高了采集装置采集及处理信息的准确性，保证了采集装置的采样精度及采样速度。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的一种模拟信号采集装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例1提供的电源保障单元的电路图；

图3是本实用新型实施例2提供的一种模拟信号采集装置的结构框图；

图4是本实用新型实施例2提供的信号处理单元的结构框图；

图5是本实用新型实施例2提供的信号处理单元中的衰减网络的电路图；

图6是本实用新型实施例2提供的信号处理单元中的匹配网络的电路图；

图7是本实用新型实施例2提供的模拟信号采集装置的工作流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1，本实施例提供了一种模拟信号采集装置，该装置包括信号处理单元101、A/D（Analog/Digital，模拟/数字）采样单元102、存储单元103、逻辑控制单元104、数据采集单元接口芯片105及电源保障单元106；

具体地，信号处理单元101接收多通道输入的模拟信号，将模拟信号输入到A/D采样单元102；

A/D采样单元102与信号处理单元101电连接，处理模拟信号得到数字信号；

逻辑控制单元104分别与模拟/数字采样单元102、数据采集单元接口芯片105和存储单元103电连接；

具体地，逻辑控制单元104选择A/D采样单元102的触发方式，以读取数字信号，并将数字信号存储在存储单元103中；同时将存储在存储单元103中的数据存储在数据采集单元接口芯片105中；

如图2所示，电源保障单元106包括：稳压器U1、运算放大器U2、差分放大器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4；

稳压器U1的输入端外接电源，第一二极管D1与第二二极管D2串联，第一二极管D1的负极接稳压器U1的调整端，第二二极管D2的正极接地，第一电阻R1与第三二极管D3分别并联在稳压器U1的输出端与调整端之间，第一电容C1的正极连接稳压器U1的调整端，第一电容C1的负极接地，第二电容C2、第三电容C3以及第四电阻R4分别一端连接稳压器U1的输出端且另一端接地；

第五电阻R5与负载串联，负载的一端连接稳压器U1的输出端，第五电阻R5的另一端接地，第四电容C4、第六电容C6以及第四二极管D4分别并联在负载的两端；

具体地，本实施例中负载为信号处理单元101、A/D采样单元102、存储单元103、逻辑控制单元104以及数据采集单元接口芯片105的信号采样电路及信号处理电路，由电源保障单元106提供稳定的电源。

第七电阻R7的一端连接负载而另一端连接运算放大器U2的同相输入端，第八电阻R8的一端连接运算放大器U2的反相输入端而另一端接地，第八电容C8、第十电阻R10及第十一电阻R11分别并联在运算放大器U2的反相输入端及输出端，第十一电阻R11处可以进行幅度调整；

第二电阻R2一端连接运算放大器U2的输出端而另一端连接差分放大器U3的反相输入端，第九电阻R9及第七电容C7分别并联在差分放大器U3的反相输入端及输出端，第五电容C5的一端连接差分放大器U3的同相输入端而另一端接地，第三电阻R3的一端连接差分放大器U3的同相输入端而另一端连接微处理器，第六电阻R6的一端连接差分放大器U3的输出端而另一端连接稳压器U1的调整端。

本实用新型实施例通过使用电源保障单元为模拟信号采集装置的各单元提供恒定的电源保障，在采样参数比较苛刻的场合下维持稳定的供电环境，提高了采集装置采集及处理信息的准确性，保证了采集装置的采样精度及采样速度。

实施例2

参见图3，本实施例提供一种模拟信号采集装置，具体包括：信号处理单元201、A/D采样单元202、存储单元203、逻辑控制单元204、数据采集单元接口芯片205及电源保障单元206；

信号处理单元201接收多通道输入的模拟信号，将模拟信号输入到A/D采样单元202；

A/D采样单元202与信号处理单元201电连接，处理模拟信号得到数字信号；

逻辑控制单元204分别与A/D采样单元202和存储单元203电连接，选择A/D采样单元202的触发方式，以读取数字信号，并将数字信号存储在存储单元203中；

逻辑控制单元204还与数据采集单元接口芯片205电连接，用于将存储在存储单元203中的数据存储在数据采集单元接口芯片205中；

本实施例中采用的电源保障单元206的结构与实施例1中的电源保障单元106结构相同，如图2所示，电源保障单元206包括：稳压器U1、运算放大器U2、差分放大器U3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4；

稳压器U1的输入端外接电源，第一二极管D1与第二二极管D2串联，第一二极管D1的负极接稳压器U1的调整端，第二二极管D2的正极接地，第一电阻R1与第三二极管D3分别并联在稳压器U1的输出端与调整端之间，第一电容C1的正极连接稳压器U1的调整端，第一电容C1的负极接地，第二电容C2、第三电容C3以及第四电阻R4分别一端连接稳压器U1的输出端且另一端接地；

第五电阻R5与负载串联，负载的一端连接稳压器U1的输出端，第五电阻R5的另一端接地，第四电容C4、第六电容C6以及第四二极管D4分别并联在负载的两端；

具体地，本实施例中负载为信号处理单元201、A/D采样单元202、存储单元203、逻辑控制单元204以及数据采集单元接口芯片205的信号采样电路及信号处理电路，由电源保障单元206提供稳定的电源。

第七电阻R7的一端连接负载而另一端连接运算放大器U2的同相输入端，第八电阻R8的一端连接运算放大器U2的反相输入端而另一端接地，第八电容C8、第十电阻R10及第十一电阻R11分别并联在运算放大器U2的反相输入端及输出端，第十一电阻R11处可以进行幅度调整；

第二电阻R2一端连接运算放大器U2的输出端而另一端连接差分放大器U3的反相输入端，第九电阻R9及第七电容C7分别并联在差分放大器U3的反相输入端及输出端，第五电容C5的一端连接差分放大器U3的同相输入端而另一端接地，第三电阻R3的一端连接差分放大器U3的同相输入端而另一端连接微处理器，微处理器用于设定差分放大器同向输入端的电压值，第六电阻R6的一端连接差分放大器U3的输出端而另一端连接稳压器U1的调整端。

本实用新型实施例所提供的电源保障单元206是一个恒流源，电源保障单元206为整个电路提供稳定的能量，外部时钟为电路中相关时基提供参考，稳压器U1（LM350）是恒流源的核心部件，电源保障单元206的工作原理为：负载电流经采样电阻R5产生微弱的采样电压，再经过运算放大器U2同相放大，放大后的电压信号送往差分放大器U3的负端，差分放大器U3把负端采样电压与正端的微处理器设定电压的差值进行放大，输出到稳压器U1的调整端，形成闭环反馈。

若负载电路不稳定使得负载电流增加，则采样电阻R5上的电压增加，使同相放大器U2输出电压变大，差分放大器U3输出电压减小，此时稳压器U1的调整端电压减小，稳压器U1的输出电压变低，使负载电流减小，从而维持了负载电流的动态稳定。反之，若负载电路不稳定使得负载电流减小，经过电源保障单元206的处理负载电流会增大，同样维持负载电流的动态稳定。

如图2所示，差分放大器U3的正端微处理器设定值决定了负载电流的大小。若U3正端电压升高(即微处理器设定值升高)，则稳压器U1调整端电压升高，稳压器U1输出电压升高，负载电流增加，同相放大器输出增加，差分放大器负端电压升高，直到U3正负端电压相等，系统再次动态稳定。

采样电阻R5串联在负载回路内，可以检测负载电流变化，因此采样电阻R5的稳定性将直接影响到电源保障单元206的性能，采样电阻R5还应有足够大的功率，否则也会影响电源保障单元206的性能甚至烧坏，在本实施例中采样电阻R5选用大功率锰铜材料制成的精密电阻。运算放大器U2选用超低噪声运放AD797，因为它处于闭环反馈的第一级，所以要尽量减小噪声的影响。差分放大器U3选用高精度运放OP07，提供高精度的比较结果。第四二极管D4可以防止引线较长使线路中出现反向感应电压而损坏电路，第四二极管D4同时可以使得反向感应电压经过第四二极管D4构成闭合回路，从而保护电路。

如图4所示，该信号处理单元201包括衰减网络2011和匹配网络2012，该信号处理单元201通过设置衰减网络2011和匹配网络2012，使进入A/D采样单元202中的电压能够满足A/D采样单元202本身的采样范围。

具体地，如图5所示的衰减网络的结构示意图，该衰减网络2011由RC网络组成，包括电阻分压电路和电容环路，该电阻分压电路的一端连接该电容环路的一端；其中，电阻分压电路包括第二电阻R2和第四电阻R4，该第二电阻R2和第四电阻R4串联连接，该第四电阻R4的一端接地；电容环路包括第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2、可变电容Ck、第三电阻R3、第五电阻R5和第六电阻R6，该第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2和第六电阻R6串联连接构成第一串联电路，该可变电容Ck、第三电阻R3和第五电阻R5串联连接构成第二串联电阻，且该第一串联电路和第二串联电路并联连接，该第一电阻R1的一端连接第二电阻R2的一端。

该衰减网络的衰减倍数由R2/R4决定，可变电容Ck和第二电容C2为补偿电容，当满足R2/R4＝C2/Ck时，分压比与频率无关，达到最佳补偿。通过调节可变电容Ck，即可实现最佳补偿。电阻R1和C1组成的支路用来补偿输入信号部分布电容的影响。

具体地，匹配网络2012包括幅度调节电路、负反馈电路和三极管，其中幅度调节电路包括偏置电压和运算放大器，负反馈电路与运算放大器进行连接，并与三极管进行连接，该偏置电压用于保证匹配网络输出的电压在A/D采样范围内，偏置电压与衰减网络输出部分，分别连接运算放大器的反相输入端和同相输入端，并经运算放大器进行减法运算后，输入到三极管中，三极管以射极跟随方式输出，以极低的输出阻抗增加带负载的能力，送至A/D采样模块202。

具体地，如图6所示的匹配网络的结构示意图，匹配网络包括幅度调节电路、负反馈电路和三极管，其中，该幅度调节电路包括偏置电压和运算放大器，还包括第一电阻R1、第二电阻R2和第五电阻R5，偏置电压可以先输入到第一电阻R1，并通过该第一电阻R1连接运算放大器的反相输入端，该第一电阻R1连接第五电阻R5的一端；衰减网络的输出端连接第二电阻R2，并由第二电阻R2连接运算放大器的同相输入端；第五电阻R5的另一端连接A/D采样单元202。

幅度调节电路通过调节R1或R5的值，可改变运放电路的放大倍数；设置运算放大器，可提高整级电路的输出阻抗；设置负反馈电路，可反馈直流信号，并通过与运算放大器结合，实现稳定电路的工作状态。

图6中的负反馈电路与幅度调节电路中的运算放大器进行连接，并与三极管进行连接，该负反馈电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第四电阻R4，其中第一电容C1的一端连接运算放大器，另一端接地；第二电容C2的一端连接运算放大器，另一端接地，并分别与第三电容C3和第四电容C4的一端进行连接，第四电容C4的另一端连接A/D采样模块，第三电容C3的另一端连接三极管的集电极；第四电阻R4的一端连接三极管的发射极，另一端接地。

图6中三极管与幅度调节电路中的运算放大器进行连接，并与负反馈电路和A/D采样单元202进行连接。可选地，三极管的基极可以连接一第三电阻R3，并由该第三电阻R3连接运算放大器。

进一步地，本实施例中，由于A/D采样单元202数据采集的输入端需要连接高输入阻抗，以减少因信号源内阻分压而产生的影响，故在匹配网络中采用运算放大电路，又由于该运算放大器存在失调电流和失调电压的影响，要求衰减网络输出阻抗不能太高，因而在匹配网络中设置运算放大器及三极管，以输出低阻抗。

可选地，数据采集单元接口芯片205为PCI（Peripheral ComponentInterconnect，外设组件互联标准）芯片。

可选地，PCI芯片设有FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）逻辑块，通过FPGA逻辑块配置相应参数。

可选地，PCI芯片设有单片机，通过单片机配置相应参数。

具体地，本实施例为了避开复杂的PCI总线协议，降低接口难度，缩短开发周期，采用基于FPGA实现的PCI芯片，例如可以采用PLX公司的PCI9054芯片。

本实施例的PCI芯片作为总线控制器，通过FPGA配置相应参数运行，其中FPGA起到一个微控制器的作用，FPGA配置相应参数指的是针对具体芯片的资料进行相应的初始化设置，也可以采用像单片机来实现，本实施例为了提高存储速率而采用FPGA，通过FPGA的可编程实现与PCI芯片进行控制的数据传输。

另外，基于开发周期和成本考虑，本实施例的PCI芯片还采用DMA（DirectMemory Access，直接内存存取）传输模式，从而缩短了开发周期，降低了成本，同时提高了采集速度，本实施例FPGA与PCI之间的数据访问都采用DMA形式。

可选地，存储单元为静态RAM（random access memory，随机存取存储器），静态RAM存储器可以随时读写，而且速度很快。

下面结合图7，具体说明本实施例的模拟信号采集装置的工作流程：

步骤S1：开始；

步骤S2：初始化模拟信号采集装置；

步骤S3：对PCI芯片分配地址；

步骤S4：加载PCI芯片的驱动程序；

步骤S5：设置PCI芯片参数；

具体地，本实施例通过FPGA设置PCI芯片参数，以进行数据采集，静态RAM存储器作为数据采集前端与PCI总线的数据缓冲，如以PCI芯片为PCI9054芯片为例进行说明，PCI9054芯片作为主控设备，利用DMA通道进行数据传输。同时，FPGA用以实现PCI9054芯片与双口SRAM的I/O逻辑、传输控制逻辑、中断逻辑以及主机对数据采集通道的前端控制。

进行数据采集后，首先将数据存储到静态RAM存储器，当静态RAM存储器存储满数据后，通过FPGA产生局部总线中断，使PCI9054芯片获得局部总线的控制权，并根据DMA的起始位将静态RAM中的数据读到DMA传输的PCI9054芯片的FIFO(First Input First Output，先入先出阵列)寄存器中，执行步骤606；

步骤S6：PCI总线申请；

具体地，本实施例中在静态RAM存储器存储满数据后，进行PCI总线申请，用来将PCI芯片的寄存器中的数据存储到PCI芯片的存储空间。

步骤S7：判断是否申请成功，若成功，则执行步骤S8，否则执行步骤S6；

具体地，申请失败后，则继续申请，直到申请成功，执行申请成功后的操作。

步骤S8：进行DMA传输并向CPU(Central Processing Unit，中央处理器)请求中断；

具体地，若申请成功，则根据DMA将PCI芯片的寄存器中的数据写入PCI芯片的存储空间，从而实现一次采样和传输，并向CPU请求中断；

步骤S9：判断传输是否结束，若结束，则执行步骤S10，否则，执行步骤S5；

具体地，如获取到CPU返回的中断命令，则表示传输结束，若没有获取到中断命令，则表示传输没有结束，需要重新设置PCI芯片参数，进行静态RAM存储。

步骤S10：资源释放、卸载驱动程序，步骤结束。

本实用新型实施例通过使用电源保障单元为模拟信号采集装置的各单元提供恒定的电源保障，在采样参数比较苛刻的场合下维持稳定的供电环境，提高了采集装置采集及处理信息的准确性，保证了采集装置的采样精度及采样速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种模拟信号采集装置，其特征在于，所述装置包括：信号处理单元、模拟/数字采样单元、存储单元、逻辑控制单元、数据采集单元接口芯片及电源保障单元，所述模拟/数字采样单元与所述信号处理单元电连接，所述逻辑控制单元分别与所述模拟/数字采样单元、所述数据采集单元接口芯片和所述存储单元电连接；

所述电源保障单元包括：稳压器、运算放大器、差分放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；

所述稳压器的输入端外接电源，所述第一二极管与所述第二二极管串联，所述第一二极管的负极接所述稳压器的调整端，所述第二二极管的正极接地，所述第一电阻与所述第三二极管分别并联在所述稳压器的输出端与调整端之间，所述第一电容的正极连接所述稳压器的调整端，所述第一电容的负极接地，所述第二电容、第三电容以及所述第四电阻分别一端连接所述稳压器的输出端且另一端接地；

所述第五电阻与负载串联，所述负载的一端连接所述稳压器的输出端，所述第五电阻的另一端接地，所述第四电容、第六电容以及第四二极管分别并联在所述负载的两端；

所述第七电阻的一端连接所述负载而另一端连接所述运算放大器的同相输入端，所述第八电阻的一端连接所述运算放大器的反相输入端而另一端接地，所述第八电容、第十电阻及第十一电阻分别并联在所述运算放大器的反相输入端及输出端，所述第十一电阻处可以进行幅度调整；

所述负载为信号处理单元、模拟/数字采样单元、存储单元、逻辑控制单元以及数据采集单元接口芯片中的信号采样电路及信号处理电路；

所述第二电阻一端连接所述运算放大器的输出端而另一端连接所述差分放大器的反相输入端，所述第九电阻及所述第七电容分别并联在所述差分放大器的反相输入端及输出端，所述第五电容的一端连接所述差分放大器的同相输入端而另一端接地，所述第三电阻的一端连接所述差分放大器的同相输入端而另一端连接微处理器，所述第六电阻的一端连接所述差分放大器的输出端而另一端连接所述稳压器的调整端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理单元包括衰减网络和匹配网络。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述衰减网络包括电阻分压电路和电容环路；所述电阻分压电路包括第二电阻和第四电阻，所述第二电阻和所述第四电阻串联连接，所述第四电阻的一端接地；所述电容环路包括第一电阻、第一电容、第二电容、可变电容、第三电阻、第五电阻和第六电阻，所述第一电阻、所述第一电容、所述第二电容和所述第六电阻串联连接构成第一串联电路，所述可变电容、所述第三电阻和所述第五电阻串联连接构成第二串联电阻，且所述第一串联电路和所述第二串联电路并联连接。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述匹配网络包括幅度调节电路、负反馈电路和三极管；

所述幅度调节电路包括偏置电压和运算放大器，所述偏置电压与所述运算放大器的反相输入端连接，所述衰减网络输出端连接所述运算放大器的同相输入端，所述三极管连接所述运算放大器的输出端；

所述负反馈电路与所述运算放大器和所述三极管分别进行连接；

所述三极管连接所述运算放大器，以射极跟随方式输出信号，并输送至所述模拟/数字采样单元。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述幅度调节电路还包括第一电阻、第二电阻和第五电阻，所述偏置电压连接第一电阻，并通过所述第一电阻连接所述运算放大器的反相输入端，所述第一电阻连接所述第五电阻的一端；所述衰减网络的输出端连接所述第二电阻，并通过所述第二电阻连接所述运算放大器的同相输入端；所述第五电阻的另一端连接所述模拟/数字采样单元；

所述负反馈电路具体包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第四电阻，所述第一电容的一端连接所述运算放大器，另一端接地；所述第二电容的一端连接所述运算放大器，另一端接地，并与所述第三电容和所述第四电容的一端分别进行连接，所述第四电容的另一端连接所述模拟/数字采样单元，所述第三电容的另一端连接所述三极管的集电极；所述第四电阻的一端连接所述三极管的发射极，另一端接地。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集单元接口芯片为外设组件互联标准芯片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述外设组件互联标准芯片设有现场可编程门阵列逻辑块。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述外设组件互联标准芯片设有单片机。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储单元为静态随机存取存储器。