CN220858094U - 一种多通道模拟信号同步采集器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多通道模拟信号同步采集器，涉及信号采集技术领域，包括FPGA、数字脉冲发射器和AD信号采集器，所述FPGA上连接滤波电路、串口和网口，所述串口和网口均连接上位机，所述滤波电路通过AD采集芯片采集待测物体的数据信号，所述FPGA通过数字脉冲发射器连接待测物体。本实用新型支持1‑16通道模拟信号采集，用户可以根据实际需求选择需要采集的通道数，具有较强的可定制化和可扩展性，采集通道数越多，采集精度和采集速度就会相应提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号采集技术领域，尤其涉及一种多通道模拟信号同步采集器。
背景技术
模拟信号采集系统主要由信号采集、信号调理以及数字化转换三个部分组成。
首先，信号采集模块利用传感器等装置将被测量的物理量转化成电信号，并通过线缆送入信号调理模块进行处理。这些信号可能是连续的、非周期的模拟信号。
其次，信号调理模块对信号进行滤波、放大、去噪等预处理操作，以便满足后续处理的需要。其目的是让采集到的信号质量更好。
最后，经过信号调理后的信号进入数字化转换模块，进行模拟信号到数字信号的转换，该过程称为模数转换。具体过程是将模拟信号经过采样、量化和编码等步骤，转换成数字信号。之后可以通过数字信号处理方法进行处理，例如数字滤波、频谱分析等。
总之，模拟信号采集系统的技术原理包括了采集模块、信号调理模块和数字化转换模块。它可以从物理实验、环境监测、自动控制等多个领域中获得各种类型的信号，为数字信号处理提供了丰富的数据基础。
现有模拟信号采集系统多为单通道采集，且不可配置采集模式，在进行多个信号同时采集时需要多套采集系统，增加了模拟信号信号采集的成本，且不同采集系统间不能保证采集的同步性，导致采集精度不能达标，往往需要多次采集才能到达要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多通道模拟信号同步采集器，采用模拟信号采集芯片进行信号采集，通过AD转换将模拟信号转换为数字信号，再通过串口或网口将采集到的数字信号传输到上位机。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多通道模拟信号同步采集器，包括FPGA、数字脉冲发射器和AD信号采集器，所述FPGA上连接滤波电路、串口和网口，所述串口和网口均连接上位机，所述滤波电路通过AD采集芯片采集待测物体的数据信号，所述FPGA通过数字脉冲发射器连接待测物体。
优选的，所述AD信号采集器包括多个8通道AD采集芯片，多个8通道AD采集芯片同步采集信号。
优选的，所述AD采集芯片的型号为ad9273。
优选的，所述滤波电路包括电容C244,串联的电阻R202、电容C239，所述电阻R202的输入端连接有信号输入端和电阻R205，电阻R202和电容C239之间通过开关二极管D26接地，电容C239的输出端连接有电容C236、电容C243和AD采集芯片，电容C243的另一端接地；
所述电容C236通过电阻R196和电阻R199连接AD采集芯片，电容C244的一端接地，另一端连接AD采集芯片。
与相关技术相比较，本实用新型有如下有益效果：
1、本实用新型支持1-16通道模拟信号采集，用户可以根据实际需求选择需要采集的通道数；采集通道数越多，采集精度和采集速度就会相应提高。
2、本实用新型具有较强的可定制化和可扩展性，用户可以根据实际需求进行定制和扩展。例如，用户可以根据需要增加采集通道数、改变传输协议等，以满足不同的应用场景和需求。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型AD采集芯片的结构示意图；
图3为本实用新型滤波电路的结构示意图；
图中标号：1、上位机；2、串口；3、网口；4、FPGA；5、滤波电路；6、数字脉冲发射器；7、第一AD采集芯片；8、第二AD采集芯片；9、待测物体。
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做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。
如图1-2所示，一种多通道模拟信号同步采集器，包括FPGA4、数字脉冲发射器6和AD信号采集器，所述FPGA4上连接滤波电路5、串口2和网口3，所述串口2和网口3均连接上位机1，所述滤波电路5通过AD信号采集器采集待测物体9的数据信号，所述FPGA4通过数字脉冲发射器6连接待测物体9。
所述上位机1通过串口2或网口3发送指令至FPGA4，也接收由串口2或网口3发送的采集数据。
当上位机1选择串口模式时，串口2将上位机1的命令发送至FPAG4，也接收FPGA4发送的数据至上位机1；当上位机1选择网口模式时，网口3将上位机1的命令发送至FPAG4，也接收FPGA4发送的数据至上位机1。
所述FPAG4负责接收上位机1由串口2或网口3发送的采集指令，解析指令后配置第一AD采集芯片7和第二AD采集芯片8，按照指令激励前端器件产生超声波，并同步采集1-16通道中所选通道数据，使用串口2或网口3发送至上位机1。所述串口的型号为RS485，网口的型号为UDP。
第一AD采集芯片7和第二AD采集芯片8的型号均为ad9273，第一AD采集芯片7为16通道ad采集中的低8通道(1-8)，由FPGA配置采集模式；第二AD采集芯片8为16通道ad采集中的高8通道(9-16)，由FPGA配置采集模式。
所述滤波电路5将AD采集芯片采集的数据在FPGA采集前进行滤波，滤除由于数字脉冲发射器6产生的杂波，提高采集信号质量。
所述滤波电路包括电容C244,串联的电阻R202、电容C239，所述电阻R202的输入端连接有信号输入端和电阻R205，电阻R202和电容C239之间通过开关二极管D26接地，电容C239的输出端连接有电容C236、电容C243和AD采集芯片，电容C243的另一端接地；
本实用新型将1-16通道模拟信号同时采集并打包后发送至上位机1，解决了多通道采集需要多个ad采集器的缺点，由于主控设备FPGA是现场可编程门阵列，支持现场配置，可在20msps-80msps采样率之间自由设置，增加了ad采样的通道数及采样率范围，本设备拥有更宽泛的使用场景。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修该、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种多通道模拟信号同步采集器，包括FPGA(4)、数字脉冲发射器(6)和AD信号采集器，其特征在于，所述FPGA(4)上连接滤波电路(5)、串口(2)和网口(3)，所述串口(2)和网口(3)均连接上位机(1)，所述滤波电路(5)通过AD采集芯片采集待测物体(9)的数据信号，所述FPGA(4)通过数字脉冲发射器(6)连接待测物体(9)。
2.根据权利要求1所述的一种多通道模拟信号同步采集器，其特征在于，所述AD信号采集器包括多个8通道的AD采集芯片。
3.根据权利要求2所述的一种多通道模拟信号同步采集器，其特征在于，所述AD采集芯片的型号为ad9273。
4.根据权利要求1所述的一种多通道模拟信号同步采集器，其特征在于，所述滤波电路包括电容C244,串联的电阻R202、电容C239，所述电阻R202的输入端连接有信号输入端和电阻R205，电阻R202和电容C239之间通过开关二极管D26接地，电容C239的输出端连接有电容C236、电容C243和AD采集芯片，电容C243的另一端接地；
所述电容C236通过电阻R196和电阻R199连接AD采集芯片，电容C244的一端接地，另一端连接AD采集芯片。
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