CN207946672U - 信号采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种信号采集装置，包括ADC电路、主控单元、通信模块和内存模块；所述通信模块电连接主控单元，主控单元电连接ADC电路和存储模块，模拟信号由主控单元控制ADC电路进行采集并存储到内存模块，主控单元对信号数据进行调取并处理后经通信模块传输至计算机。本实用新型通过对模拟数据进行采集，经高速信号处理主控单元控制、计算后，传输至计算机进行存储并显示，具有高采样率、高精度、低功耗的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号采集分析领域，尤其涉及一种高采样率、高精度的信号采集装置。
背景技术
目前信号采集基本上分为两类：示波器和非标准接口ADC采样板。示波器可以精确采样和还原波形，但只能存储当前波形的一小部分数据，无法存储大量数据。非标准接口ADC采集板无法实时显示采集到的波形，而且无法连接到电脑，只能针对特定的处理系统工作，无法将采集到的模拟信号进行实时显示和存储。因此，迫切需要一种信号采集采样精度和采样率高，同时功耗低和传输速率快，可以便于用户有效降低开发成本的信号采集装置。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种信号采集装置，通过对模拟数据进行采集，经高速信号处理主控单元控制、计算后，传输至计算机进行显示，具有高采样率、高精度、低功耗的优点。
本实用新型采用的方案为，一种信号采集装置，包括ADC电路、主控单元、通信模块和内存模块；
所述通信模块电连接主控单元，主控单元电连接ADC电路和存储模块，模拟信号由主控单元控制ADC电路进行采集并存储到内存模块，主控单元对信号数据进行调取并处理后经通信模块传输至计算机。
由上，主控单元控制ADC电路对模拟信号进行采集，然后将采集到的信号数据在主控单元内部通过逻辑分成两部分存储在内存模块中，其中一部分数据直接发送至通信模块，另外一部分数据进行内部增益偏移处理，发送至通信模块，通信模块将内部数据转发至计算机，进行存储并显示。
进一步改进，所述装置还包括与所述主控单元电连接的存储模块。
由上，由于内存模块只能对数据进行短时间存储，为保证数据永久存储，可将数据转发至存储模块进行存储。
进一步改进，所述ADC电路包括至少一个ADC采集模块，由LINEAR公司的高速双通道ADC芯片LTC2182构建。
由上，根据实际应用，为保证采样精度及速度，可选用三个ADC采集模块对数据进行采集，且优先选用LINEAR公司的高速双通道ADC芯片LTC2182，该芯片具有精度高、采样率高的特点。
进一步改进，所述主控单元由ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE55F23I7构建。
由上，主控单元选用ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE55F23I7，该芯片可高速完成ADC时序控制、显示频谱计算、通信接口时序工作，是整个系统的核心。
进一步改进，所述通信模块包括USB3.0标准接口，由CYPRESS公司的CYUSB3014芯片构建，内部集成ARM内核。
由上，USB3.0标准接口传输部分选用CYPRESS公司的CYUSB3014芯片构建，内部集成ARM内核，最高运行速度200MHz，本方案选用该芯片的可编程接口进行信号数据传输，当选定位宽为32bit时，最高频率100MHz。
进一步改进，所述存储模块为FLASH芯片。
由上，可对数据进行永久存储，具有快速存储或读取的优势，使数据不会因为断电而丢失。
进一步改进，所述主控单元与所述通信模块通过一可编程接口连接。
由上，采用可编程接口，可使接口具有更大的灵活性和通用性，在信号数据采集及传输过程中，根据实际需要进行编程。
进一步改进，所述可编程接口包括GPIFTM II接口芯片。
由上，GPIFTM II接口为可由用户编程的接口，具有快速、灵活等特点，可使用多种协议完成与外围器件的无缝连接，可以根据实际需要进行编程。
附图说明
图1为本实用新型信号采集装置的原理示意图。
具体实施方式
本实用新型的主要目的在于提供一种信号采集装置，通过对模拟数据进行采集，经高速信号处理主控单元控制、计算后，传输至计算机，具有高采样率、高精度、低功耗的优点。
下面参照如图1所示的信号采集装置的原理示意图，对本实用新型进行详细说明，一种信号采集装置，包括ADC电路100、主控单元200、通信模块300、内存模块400和存储模块500；
所述通信模块300选用USB3.0标准接口，与主控单元200电连接进行数据传输，主控单元200分别电连接ADC电路100、内存模块400和存储模块500，模拟信号由主控单元200控制ADC电路100进行采集并存储到内存模块400，主控单元200对信号数据进行调取并处理后经USB3.0接口传输至计算机，计算机接收用于存储和显示的数据，通过设置时钟参数、增益参数、补偿参数，调整显示波形，并存储在存储模块500中；
上述ADC电路100包括三个ADC采集模块，由LINEAR公司的高速双通道ADC芯片LTC2182构建，该芯片具有精度高、采样率高的特点；
上述主控单元200由ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE55F23I7构建，该芯片可高速完成ADC时序控制、显示频谱计算、通信接口时序工作，是整个系统的核心；
上述USB3.0标准接口，由CYPRESS公司的CYUSB3014芯片构建，内部集成ARM内核，该芯片能兼容USB1.0与USB2.0，具有高速率、低功耗的特点，最高运行速度200MHz。
下面，参照如图1所示，对本实用新型上述装置的工作原理进行详细说明：
本实用新型采用主控芯片FPGA同时控制三个双通道ADC采集模块采集模拟信号数据，然后将采集到的数据在FPGA内部通过逻辑分成两部分放入内存模块中缓存，其中一部分通过GPIFTM II设备接口连接USB芯片，发送到USB芯片内部FIFO中；另外一部分数据首先进行等间隔抽点，等间隔参数通过时钟参数设置，然后再将抽点后的数据做增益偏移处理。最终产生的显示数据，同样通过GPIFTM II接口发到USB芯片内部FIFO中，USB芯片自动将内部FIFO中的数据转发到计算机上，计算机端连接设备后，接收用于存储和显示的数据，并且通过计算机设置时钟参数、增益参数、补偿参数，调整显示波形，并存储在FLASH模块中。
显示部分分为：时域波形和频域波形，即同时实现示波器和频谱仪的功能：
时域波形得到方式：ADC采样得到的数据无法直接发给电脑做显示，需要做到用户可以实时调试时钟参数、增益参数、补偿参数。这样用户可以根据需求调整三个示波器上常用的调节方式调整波形显示；
频域波形得到方式：为了方便用户对波形的进一步分析，傅里叶频谱更能体现出波形的性质，所以本方案中加入了频谱显示功能。对采集到的数据做傅里叶变换，然后求出频率幅值的关系，发到电脑上做显示。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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 (8)
1.一种信号采集装置，其特征在于，包括ADC电路、主控单元、通信模块和内存模块；
所述通信模块电连接主控单元，主控单元电连接ADC电路和存储模块，模拟信号由主控单元控制ADC电路进行采集并存储到内存模块，主控单元对信号数据进行调取并处理后经通信模块传输至计算机。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述主控单元电连接的存储模块。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述ADC电路包括至少一个ADC采集模块，由LINEAR公司的高速双通道ADC芯片LTC2182构建。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控单元由ALTERA公司的FPGA芯片EP4CE55F23I7构建。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信模块包括USB3.0标准接口，由CYPRESS公司的CYUSB3014芯片构建，内部集成ARM内核。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述存储模块为FLASH芯片。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控单元与所述通信模块通过一可编程接口连接。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述可编程接口包括GPIFTMII接口芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820242789.5U CN207946672U (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 信号采集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820242789.5U CN207946672U (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 信号采集装置 |
Publications (1)
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| CN207946672U true CN207946672U (zh) | 2018-10-09 |
Family
ID=63699581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820242789.5U Active CN207946672U (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 信号采集装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207946672U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110108352A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 上海岚盒信息技术有限公司 | 振动巡检仪及其低功耗测量方法、计算机可读存储介质 |
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2018
- 2018-02-09 CN CN201820242789.5U patent/CN207946672U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110108352A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-08-09 | 上海岚盒信息技术有限公司 | 振动巡检仪及其低功耗测量方法、计算机可读存储介质 |
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