[發明專利]B類LXI多功能數據采集儀

有效

• 申請號: 201110437016.5
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102521958A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 郭恩全;劉學鋼;閆永勝;李小杰;林成文;苗勝
• 申請（專利權）人: 陜西海泰電子有限責任公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本實用新型涉及一種B類LXI總線多功能數據采集儀電路。

背景技術

Agilent和VXI?Technology公司于2004年提出了一種新的儀器總線-LXI(LAN?eXtensions?for?Instrumentation)。LXI儀器無須專門的背板總線機箱和零槽控制器，直接利用通用PC的標準LAN接口，很大程度上降低了開發和應用成本。而LAN又是業界最穩定和生命周期最長并且還在不斷發展的開放式工業標準，各廠商很容易將現有的儀器產品移植到LAN平臺上來，這些都為組建更大范圍的分布式自動測控系統提供了方便。同時LXI總線標準定義了基于IEEE1588的精密時間同步功能，在測試測量領域第一次引入了基于時間觸發的概念，很容易構建實時測試系統。

目前基于掃描模式的數據采集儀功能單一，現有的16位精度的多功能卡的掃描頻率均低于1MSa/s，且在板緩存較小。隨著現代科學技術的迅速發展，尤其是在航空航天、軍事領域，對于多功能掃描采集的采樣精度和速度要求也越來越高。在這種情況下，開發高速高精度的LXI總線多功能數據采集儀具有很好的工程應用價值。特別是在分布式測控系統中，要求測試儀器具有遠距離程控功能，現有的總線如GPIB、PCI/PXI等都無法很好的滿足要求，LXI總線的多功能數據采集儀系統的滿足了采樣率高、板載緩存大、易于組建分布式測控系統等要求。

發明內容

解決現有的數據采集儀功能單一，掃描頻率均低，且在板緩存較小無法滿足越來越高的采樣精度和速度要求的技術問題，本發明提供了一種B類LXI多功能數據采集儀。

本發明的技術解決方案：

B類LXI多功能數據采集儀，其特殊之處在于：包括B類LXI接口模塊、用于實現模擬采集、模擬量輸出、數字量輸入輸出的多功能數據采集儀功能模塊、LED指示模塊；

所述B類LXI接口模塊包括嵌入式處理器電路、IEEE?1588觸發管理電路、FLASH存儲電路、DDR動態存儲電路以及LAN接口通信電路；

嵌入式處理器電路是用于提供與控制計算機通訊的網絡接口，實現程序存儲和處理相關的LXI總線協議；

IEEE?1588觸發管理電路用于處理1588協議，管理1588相關觸發和提取時間戳；

FLASH存儲電路用于存儲系統數據和應用程序；

DDR動態存儲電路用于動態存儲過程數據，為應用程序的讀取、執行提供緩沖；

LAN接口通信電路提供與控制計算機通訊的硬件通路；

多功能數據采集儀功能模塊，包括FPGA單元1、PCI接口2、存儲器3以及輸入輸出單元；所述輸入輸出單元包括模擬輸入單元41；所述FPGA單元1與存儲器3連接，所述FPGA單元通過PCI接口2與PCI總線5連接，所述FPGA單元通過輸入輸出單元與IO接口6連接；所述模擬輸入單元41為分級放大電路；所述分級放大電路包括依次連接的三運放電路、多路切換電路和電平轉換電路U55；所述三運放電路用于實現輸入模擬信號的高阻抗和高共模抑制，其包括正輸入運放電路U51B、負輸入運放電路9U51A和差分放大電路U52；所述多路切換電路用于實現多檔位信號的切換以及信號放大或縮小，其包括依次連接的前置跟隨器U53、多路器U56、多個并聯且阻值不同的切換電阻(R8～R14)以及后置放大電路U54；所述前置跟隨器U53用于避免多路器U56的導通電阻對增益的影響，所述多路器U56和切換電阻(R8～R14)實現檔位切換，所述后置放大電路U54用于將信號調整到規定的電壓范圍；所述電平轉換電路U55用于將多路切換電路放大或縮小后的正負電壓信號轉換成正電壓信號。

上述嵌入式處理器電路包括PowerPC處理器U1，所述PowerPC處理器U1包括內部總線接口U1A、DDR?SDRAM控制器接口U1B、本地總線接口U1C、網絡MAC接口U1G、主時鐘和IO口U1D，所述內部總線接口U1A與PCI接口2通信連接，所述DDRSDRAM控制器接口U1B為DDR動態存儲電路提供地址、數據和控制鏈路；所述本地總線接口U1C為FLASH存儲電路提供接口，所述網絡MAC接口U1G提供兩路自適應網絡通路，第一路與LAN接口通信電路相連、第二路用于向IEEE?1588觸發管理電路提供IEEE?1588協議的PPS時鐘和I/O端口；所述主時鐘和IO口U1D中主時鐘用于為PowerPC處理器的時鐘輸入，IO口用于向IEEE?1588觸發管理電路提供觸發通路以及向LED指示模塊提供控制端口。