[實用新型]一種模數(shù)聯(lián)合型數(shù)據(jù)采集裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020296054.4
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN201682485U
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓紅彪;庫祥臣;李濟順;馬偉;段明德;賈現(xiàn)召
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學
• 主分類號: H03M1/54
• 分類號: H03M1/54
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種采用模擬電路和數(shù)字控制電路聯(lián)合而進行的模數(shù)聯(lián)合型數(shù)據(jù)采集裝置，屬于數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在用傳感器進行測量時，有時不知被測量的大小，測試電路在開始時無法選擇合適的放大倍數(shù)。當被測量忽小忽大地變化時，若選擇的放大倍數(shù)較小時，能獲得大的被測量的采樣值，但對小的被測量得到的采樣值就很小，不能實現(xiàn)精確測量；若選擇放大倍數(shù)較大時，小的被測量能被精確地采樣到，但對大的被測量將因超出量程而無法獲得正確的采樣值。因此，在測量過程中隨著模擬量值的變化，測試電路的放大倍數(shù)和量程必須能夠動態(tài)地隨之而變化。

一般的采集系統(tǒng)都是一個模擬信號連接一路模擬放大電路和一個AD采樣通道，模擬放大電路通常采用程控增益放大電路來自動改變放大器的增益，從而使信號經(jīng)放大后具有合適的動態(tài)范圍，即實現(xiàn)量程自動切換。但是這種方式限制了采集系統(tǒng)的帶寬，無法實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集。因為改變放大電路的增益需要一定的過程和響應(yīng)時間，放大電路的增益改變后還需要一個跟蹤保持采樣時間才能進行AD轉(zhuǎn)換，使量程自動切換所需的時間較長，無法滿足快速變化的高頻信號的采集需要。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種模數(shù)聯(lián)合型數(shù)據(jù)采集裝置，以對未知大小的模擬量和變化范圍比較大且變化劇烈的瞬態(tài)沖擊模擬量實現(xiàn)超寬增益高速數(shù)據(jù)采集。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的模數(shù)聯(lián)合型數(shù)據(jù)采集裝置包括第一級模擬放大調(diào)理電路、并行多路模擬放大調(diào)理電路、AD采樣模塊和數(shù)字控制模塊，所述并行多路模擬放大調(diào)理電路包括N路放大調(diào)理電路，其中N>2，所述N路中的每一路都是由兩運算放大器串聯(lián)構(gòu)成的兩級放大調(diào)理電路，所述第一級模擬放大調(diào)理電路的運算放大器的輸出端與所述并行多路模擬放大調(diào)理電路的N路輸入端相連，所述并行多路模擬放大調(diào)理電路的N路輸出端分別與對應(yīng)的所述AD采樣模塊的N路模擬輸入端相連，所述AD采樣模塊與數(shù)字控制模塊通過控制端口相連。

進一步的，所述數(shù)字控制模塊包括單片機、程序存儲器、SDRAM數(shù)據(jù)存儲器和采樣數(shù)據(jù)存儲器。

進一步的，所述單片機為BF532型DSP芯片，所述程序存儲器采用M29W320DB16型芯片，所述SDRAM數(shù)據(jù)存儲器采用MT48LC32M16型芯片，所述采樣數(shù)據(jù)存儲器采用K9F1G08型芯片。

進一步的，所述并行多路模擬放大調(diào)理電路中N=4。

進一步的，所述AD采樣模塊包括一AD7934型AD芯片。

本實用新型的模數(shù)聯(lián)合型數(shù)據(jù)采集裝置在使用時，模擬量輸入AI先連接到第一級模擬放大調(diào)理電路，經(jīng)放大和調(diào)理后的信號同時連接到并行多路模擬放大調(diào)理電路的輸入上，經(jīng)過并行的N路放大調(diào)理電路后，模擬信號變成N個不同放大倍數(shù)的信號同時輸入到AD采樣模塊的不同的通道上，數(shù)字控制模塊可控制AD采樣模塊的N個通道同時觸發(fā)AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換一旦結(jié)束立即讀取滿足采樣精度和測量范圍的通道的采樣值，當模擬量輸入較小時，采集裝置會從放大倍數(shù)較大的通道讀取采樣值，當模擬量輸入逐漸變大時，采集系統(tǒng)會不斷變換采樣通道，逐步從放大倍數(shù)變小的通道讀取采樣值。因此，本采集裝置可根據(jù)模擬輸入信號的大小，智能地實現(xiàn)量程自動切換，保證了采樣精度，擴大了動態(tài)范圍，而且模擬輸入信號經(jīng)并行多路模擬放大調(diào)理電路后被同時變換成不同放大倍數(shù)的信號，接入AD采樣模塊的不同采樣通道后可同時觸發(fā)AD轉(zhuǎn)換，數(shù)字控制模塊可根據(jù)精度需要讀取相應(yīng)通道的采樣值，無需額外的量程自動切換時間，從而提高了采樣速率，保證了系統(tǒng)的帶寬。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的系統(tǒng)原理圖；

圖2是本實用新型實施例的電路圖；

圖3是本實用新型實施例的通道與切換上下限關(guān)系圖；

圖4是本實用新型實施例的四通道系統(tǒng)的自動切換三角波圖。

具體實施方式

以N=4路并行模擬放大調(diào)理電路為例來詳細說明本實用新型的模數(shù)聯(lián)合型數(shù)據(jù)采集裝置，該裝置的系統(tǒng)原理圖如圖1所示。模數(shù)聯(lián)合型數(shù)據(jù)采集裝置包括第一級模擬放大調(diào)理電路、并行多路模擬放大調(diào)理電路、AD采樣模塊和數(shù)字控制模塊，第一級模擬放大調(diào)理電路的運算放大器的輸出端與并行多路模擬放大調(diào)理電路的N路輸入端相連，并行多路模擬放大調(diào)理電路的N路輸出端分別與AD采樣模塊的N路通道模擬輸入端相連，AD采樣模塊與數(shù)字控制模塊通過控制端口相連。