[實(shí)用新型]一種基于PXI總線的數(shù)據(jù)采集卡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720303312.5
• 申請日: 2007-12-25
• 公開（公告）號: CN201134098Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀惠農(nóng);沈平;劉寶華;秦巍;朱軍偉
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州億恒科技有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G01R31/317
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集、信號處理與分析等領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于PXI總線的數(shù)據(jù)采集卡。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)采集設(shè)備廣泛應(yīng)用于信號處理的各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)π盘柼幚淼乃俣取?shí)時(shí)性、測量精度以及設(shè)備的可靠性等的要求越來越高，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備已難以充分滿足其處理性能的要求，尤其是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析、模態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析、聲學(xué)分析、沖擊測量分析、旋轉(zhuǎn)機(jī)械分析、振動(dòng)與噪聲測試和震動(dòng)控制等這類應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、數(shù)據(jù)信息量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的信號采集、處理領(lǐng)域。為此，人們嘗試尋找新的途徑以期提高設(shè)備的可靠性、信號處理能力和測量精度。

目前，在集成電子等制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，通過采用以PCI總線采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后將采集的數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)信號分析功能的方式已成為當(dāng)前研究開發(fā)的熱點(diǎn)。

上述方案中，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)間通過PCI總線進(jìn)行信息交互，由于計(jì)算機(jī)的PCI總線采用金手指互連方式，在振動(dòng)等復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境下，其可靠性很難滿足要求；由于計(jì)算機(jī)PCI插槽數(shù)的限制，導(dǎo)致了可插的數(shù)據(jù)采集卡有限，就不能滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)采集的需要；PCI總線是一種計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊總線，沒有為數(shù)據(jù)采集服務(wù)的輔助總線，不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)采集卡同步采樣。在上述方案中，由計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)采集卡只負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后將數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、分析，顯然，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)作特性在信號處理的實(shí)時(shí)性和速度上的性能非常有限，并不能充分滿足大規(guī)模實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析、模態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析、聲學(xué)分析、沖擊測量分析、旋轉(zhuǎn)機(jī)械分析、振動(dòng)與噪聲測試和振動(dòng)控制等信號采集處理領(lǐng)域的應(yīng)用要求，尤其是在涉及實(shí)時(shí)、復(fù)雜算法計(jì)算或大批量的數(shù)據(jù)高速處理等應(yīng)用方面。上述方案中，一般采用16位或更低的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，這也不能滿足當(dāng)今高精度測量要求的各中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所存在的可靠性差，處理實(shí)時(shí)性不強(qiáng)，測量相對誤差大，難以充分滿足大規(guī)模實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與分析、模態(tài)數(shù)據(jù)采集與分析、聲學(xué)分析、沖擊測量分析、旋轉(zhuǎn)機(jī)械分析、振動(dòng)與噪聲測試和振動(dòng)控制等信號采集處理領(lǐng)域的應(yīng)用要求；本實(shí)用新型的目的在于提供了有高可靠性，處理實(shí)時(shí)性強(qiáng)，高精度，能大規(guī)模擴(kuò)展的一種基于PXI總線的數(shù)據(jù)采集卡。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

包括PXI總線接口電路，數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)換電路可編程邏輯處理電路，DSP數(shù)據(jù)處理電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，模擬輸入調(diào)理電路和供電電路；PXI總線接口電路的數(shù)據(jù)總線部分和數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)換電路的PCI端總線相連；PXI總線接口電路的輔助總線與可編程邏輯處理電路相連；數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)換電路的本地總線與可編程邏輯處理電路相連；可編程邏輯處理電路與DSP數(shù)據(jù)處理電路的外部總線相連；可編程邏輯處理電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與模擬輸入調(diào)理電路相連；供電電路給各模塊提供所需的電源。

所述的DSP數(shù)據(jù)處理電路：采用的DSP數(shù)據(jù)處理芯片為32位浮點(diǎn)型DSP數(shù)據(jù)處理芯片。

所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路：采用的是分辨率為24bit、轉(zhuǎn)換頻率最高為192KHz的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。

所述的PXI總線接口電路：采用的是2mm密度的針孔式連接器電路。

所述的數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)換電路：采用的是PCI9054接口轉(zhuǎn)換電路。

所述的可編程邏輯處理電路：采用的XILINX公司的SPARTAN3E系列FPGA電路。

所述的模擬輸入調(diào)理電路：包括差分轉(zhuǎn)單端電路、同相跟隨電路、單端轉(zhuǎn)差分電路、抗混迭濾波電路。

所述的供電電路：采用TPS54310、LT660和TPS70302三部分電路，分別產(chǎn)生1.4V、-5V、2.5V和1.2V電壓信號，與總線提供的+5V、+12V、-12V電壓信號共同給各模塊提供所需的電源。