[發(fā)明專利]基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310215511.0
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103324132A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭恩全;嚴(yán)昭瑩;倪旭東;楊坤;楊朋;李光輝
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西海泰電子有限責(zé)任公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多通道動態(tài)信號采集卡，具體涉及一種基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡，屬于虛擬儀器技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

目前，國外基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡模擬通道數(shù)最大為8個，其最高采樣率為102.4kSa/s，不支持TEDS智能傳感器接口，上述技術(shù)參數(shù)難以適應(yīng)不斷提高的技術(shù)要求；國內(nèi)目前還無基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡推出。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)采樣率和動態(tài)范圍較低的問題。?

本發(fā)明提供的基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡，在3U尺寸的PXI板卡上設(shè)置了多達8個獨立的信號調(diào)理和采集通道，最高采樣率為204.8kSa/s、支持TEDS智能傳感器接口的動態(tài)信號采集。?

本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下：?

該基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡包括可編程邏輯控制器和模擬信號調(diào)理電路，模擬信號調(diào)理電路分別與可編程邏輯控制器、基準(zhǔn)源電路、恒流源電路、AD時鐘分配電路和TEDS接口電路的一端連接；所述AD時鐘分配電路的另一端通過DDS電路與PXI接口電路連接；所述PXI接口電路還分別直接與可編程邏輯控制器連接，通過倍頻和鎖相環(huán)電路和可編程邏輯控制器連接；所述可編程邏輯控制器還與DDR電路和觸發(fā)功能模塊電路連接。?

上述PXI接口電路由協(xié)議轉(zhuǎn)換器、PXI總線、PXI觸發(fā)總線和時鐘電路組成，協(xié)議轉(zhuǎn)換器、PXI觸發(fā)總線和時鐘電路的一端均與PXI總線連接，協(xié)議轉(zhuǎn)換器和PXI觸發(fā)總線的另一端與可編程邏輯控制器連接，時鐘電路的另一端與倍頻和鎖相環(huán)電路連接。?

上述模擬信號調(diào)理電路包括多個獨立的差分或偽差分單通道模擬信號調(diào)?理電路，各通道具有1個獨立的24位Σ-ΔAD轉(zhuǎn)換器，各通道獨立并行采樣，采樣率通過DDS電路向下分頻。?

上述基準(zhǔn)源電路包括依次連接的高穩(wěn)定度基準(zhǔn)源和用于增加驅(qū)動能力的運放。?

上述恒流源電路為零溫度系數(shù)的恒流電路。?

上述TEDS接口電路為典型的2線恒流供電傳感器，共用信號線。?

上述倍頻和鎖相環(huán)電路由集成的壓控振蕩器和鎖相環(huán)芯片組成。?

上述DDS電路是內(nèi)置10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電壓比較器的DDS芯片。?

本發(fā)明的優(yōu)點在于：?

本發(fā)明提供的基于PXI總線的多通道動態(tài)信號采集卡不但提供多達8個最高采樣率為204.8kSa/s模擬采集通道，同時還為每個通道提供兩線制的TEDS智能傳感器接口，可以便于用戶構(gòu)建動態(tài)信號采集系統(tǒng)、有效降低系統(tǒng)成本，具有良好的工程實用價值。?

具體地講，本發(fā)明具備如下特點：?

采用高集成度芯片，在單塊3U的PXI板卡上設(shè)計了多達8個模擬通道，采用AD公司24位Σ-ΔAD轉(zhuǎn)換器，最高采樣率為204.8kSa/s，實現(xiàn)了多通道和高采樣率；采用DDS電路產(chǎn)生AD轉(zhuǎn)換器的采樣時鐘，采樣率步長為36.38uS/s（微赫茲采樣），使得采樣率設(shè)置靈活精細(xì)，同時，通道之間的同步性高，通道間的同步性主要是通過采樣時鐘的一致性和模擬通道的一致性來保證的。?

采用多路復(fù)用器和程控增益儀表放大器PGA，提供差分和偽差分兩種輸入方式，便于用戶選擇；采用低噪聲模擬信號調(diào)理技術(shù)、程控增益、程控濾波以及多點校準(zhǔn)技術(shù)和Σ-ΔAD轉(zhuǎn)換器，采集卡動態(tài)范圍達到110dB，采集的信號幅值從±30uV到±10V，提高了動態(tài)范圍。?

提供基于IEPE的加速度、麥克風(fēng)等非電量的采集功能。采用單片集成的恒流源芯片，為基于IEPE的加速度、麥克風(fēng)等傳感器提供調(diào)理。為遵循IEEE1451.4的CLASS1標(biāo)準(zhǔn)的智能傳感器提供了TEDS支持。?

附圖說明

圖1為多通道動態(tài)信號采集卡原理圖；?

圖2為單通道模擬信號調(diào)理電路圖；?

圖3為基準(zhǔn)源電路圖；?

圖4為恒流源電路圖；?

圖5為倍頻和鎖相環(huán)電路圖；?

圖6為TEDS接口電路圖；?

圖7為DDS電路圖；?

圖8為AD時鐘分配電路圖；?

圖9為觸發(fā)功能模塊電路圖；?

圖10為PXI接口電路圖；?

圖11為DDR電路圖；?

圖12為可編程邏輯控制器內(nèi)部功能模塊電路圖；?