CN218676485U - 一种便携式数据采集器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种便携式数据采集器，包括全差分运算放大器、ZYNQ7010、便携采集设备、ADC，所述ADC一端连接ZYNQ7010，所述ADC另一端连接全差分运算放大器，所述ZYNQ7010一端连接存储器，所述ZYNQ7010分别与IIC和UART接口连接，所述IIC一端连接DCM模块，所述ZYNQ7010一侧设有高精度外部时钟，所述高精度外部时钟分别连接ADC和ZYNQ7010。本实用新型设计，精度高，噪声低，功耗低，体积小，便携，本设计只需要用电池供电就可以完全脱离计算机进行长时间的数据采集，非常适合进行室外等多场景分布式离线式数据采集，采集完成后我们只需要取出TF卡，读取其中的wav文件即可进行数据分析选用了ZYNQ7010作为核心，实现对采集的数据做校正，滤波，存储等处理，应用开发灵活方便。

Description

一种便携式数据采集器

技术领域

本申请涉及数据信号领域，尤其是一种便携式数据采集器。

背景技术

数据采集是指设备采集各种变化着的物理量，例如温度、压力、震动等，通过相应的传感器可以转换成模拟的电信号。数据采集设备(DAE)是将这些模拟电信号转换为数字信号存储起来，进行预处理的设备。

目前市面上多数的数据采集设备，使用场景比较局限。能做到高精度，低噪声的体积较大，供电要求较高，不能实现便携的目的；能做到小体积的有无法做到高精度和低噪声；而且使用条件也比较局限，大多数采集卡在进行数据分析的时侯需要用USB连接电脑才能进行数据分析。这样就很难适应室外需要数据采集的测试的使用场景需求了。因此，针对上述问题提出一种便携式数据采集器。

发明内容

在本实施例中提供了一种便携式数据采集器用于解决现有技术中的无法同时做到高精度和低噪声问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种便携式数据采集器，包括全差分运算放大器、ZYNQ7010、便携采集设备、ADC，所述ADC一端连接ZYNQ7010，所述ADC另一端连接全差分运算放大器，所述ZYNQ7010一端连接存储器，所述ZYNQ7010分别与IIC和UART接口连接，所述IIC一端连接DCM模块，所述ZYNQ7010一侧设有高精度外部时钟，所述高精度外部时钟分别连接ADC和ZYNQ7010。

进一步地，所述便携采集设备内部设有电源，所述电源采用DC 6～17V。

进一步地，所述DCM模块采用OLED屏幕和按键构成，所述便携采集设备一侧设有信号输入接口，所述信号输入接口一侧连接全差分运算放大器。

进一步地，所述全差分运算放大器一侧连接ADC，所述ADC采用为ADS127L01，其为24-bit输出，Δ-Σ调制型ADC，最大采样率512ks/s。

进一步地，所述ZYNQ7010一端连接存储器，所述存储器采用TF卡。

进一步地，所述ZYNQ7010一侧设有RTC，所述RTC一端连接ZYNQ7010。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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它的附图。

图1为本申请一种实施例的整体结构示意图；

图2为本申请一种实施例的电路示意图。

图中：1、全差分运算放大器；2、信号输入接口；3、便携采集设备；4、ADC；5、高精度外部时钟；6、RTC；7、电源；8、存储器；9、UART接口；10、IIC；11、ZYNQ7010；12、DCM模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参阅图1-2所示，一种便携式数据采集器，包括全差分运算放大器1、ZYNQ701011、便携采集设备3、ADC4，所述ADC4一端连接ZYNQ701011，所述ADC4另一端连接全差分运算放大器1，所述ZYNQ701011一端连接存储器8，所述ZYNQ701011分别与IIC10和UART接口9连接，所述IIC10一端连接DCM模块12，所述ZYNQ701011一侧设有高精度外部时钟5，所述高精度外部时钟5分别连接ADC4和ZYNQ701011。

所述便携采集设备3内部设有电源7，所述电源7采用DC 6～17V。

所述DCM模块12采用OLED屏幕和按键构成，所述便携采集设备3一侧设有信号输入接口2，所述信号输入接口2一侧连接全差分运算放大器1。

所述全差分运算放大器1一侧连接ADC4，所述ADC4采用为ADS127L01，其为24-bit输出，Δ-Σ调制型ADC4，最大采样率512ks/s。

所述ZYNQ701011一端连接存储器8，所述存储器8采用TF卡。

所述ZYNQ701011一侧设有RTC6，所述RTC6一端连接ZYNQ701011。

本申请在使用时，选用的ADC4为ADS127L01，其为24-bit输出，Δ-Σ调制型ADC4，最大采样率512ks/s，Δ-Σ型ADC4采用过采样Δ-Σ调制器作为输入级，因过采样率的存在，其对模拟抗混叠的要求相对宽松，以ADS127L01为例，在高精度模式下，其过采样率为32，模拟输入采样率为16.384Ms/s,奈奎斯特频率为8.192MHz，数据输出率512ks/s，奈奎斯特频率256kHz；选用的全差分运算放大器为ADA4940,其等效输入电压噪声为3.9nV/sqrtHz；ADC4的输入抗混叠滤波器为MFB拓扑，由全差分运算放大器1和适合值的电阻电容构成，而且通过通过OLED屏幕查看采集设备当前状态的指示信息，通过按键来操作便携设备设备参数，通过UART接口9，可以方便开发和调试设备，而且可以自动数据存储功能，支持TF卡存储数据，本设计整体功耗非常低，不到3W，电源7供电范围支持到直流6V～17V，使用常见的3000mAh的18650电池3节串联就可以让本设计的设备工作8个小时以上；本设计外壳尺寸为95mm*147mm*48mm,体积小，便携。

本申请的有益之处在于：

本实用新型设计，精度高，噪声低，功耗低，体积小，便携，本设计只需要用电池供电就可以完全脱离计算机进行长时间的数据采集，非常适合进行室外等多场景分布式离线式数据采集，采集完成后我们只需要取出TF卡，读取其中的wav文件即可进行数据分析选用了ZYNQ7010作为核心，实现对采集的数据做校正，滤波，存储等处理，应用开发灵活方便。

涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，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 (6)

1.一种便携式数据采集器，其特征在于：包括全差分运算放大器(1)、ZYNQ7010(11)、便携采集设备(3)、ADC(4)，所述ADC(4)一端连接ZYNQ7010(11)，所述ADC(4)另一端连接全差分运算放大器(1)，所述ZYNQ7010(11)一端连接存储器(8)，所述ZYNQ7010(11)分别与IIC(10)和UART接口(9)连接，所述IIC(10)一端连接DCM模块(12)，所述ZYNQ7010(11)一侧设有高精度外部时钟(5)，所述高精度外部时钟(5)分别连接ADC(4)和ZYNQ7010(11)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式数据采集器，其特征在于：所述便携采集设备(3)内部设有电源(7)，所述电源(7)采用DC 6～17V。

3.根据权利要求1所述的一种便携式数据采集器，其特征在于：所述DCM模块(12)采用OLED屏幕和按键构成，所述便携采集设备(3)一侧设有信号输入接口(2)，所述信号输入接口(2)一侧连接全差分运算放大器(1)。

4.根据权利要求1所述的一种便携式数据采集器，其特征在于：所述全差分运算放大器(1)一侧连接ADC(4)，所述ADC(4)采用为ADS127L01，其为24-bit输出，Δ-Σ调制型ADC(4)，最大采样率512ks/s。

5.根据权利要求1所述的一种便携式数据采集器，其特征在于：所述ZYNQ7010(11)一端连接存储器(8)，所述存储器(8)采用TF卡。

6.根据权利要求1所述的一种便携式数据采集器，其特征在于：所述ZYNQ7010(11)一侧设有RTC(6)，所述RTC(6)一端连接ZYNQ7010(11)。

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