[發(fā)明專利]一種利用單路模擬信號實現(xiàn)多設備同步采集的方法

有效

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• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103427977A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 金瑋;邵暉;彭泓;張明濤;覃劍歡
• 申請（專利權）人: 上海聚星儀器有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;G01H17/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發(fā)明屬于測試測量技術領域中的同步采集技術，具體涉及一種利用單路模擬信號實現(xiàn)多設備同步采集的方法。

背景技術

在工業(yè)測控應用中，由于測試點較多、測試點分散等原因，經(jīng)常需要采用多個設備來完成現(xiàn)場的采集與監(jiān)控；同時，由于應用的特殊需求，比如，大型機械設備的振動噪聲監(jiān)測系統(tǒng)，必須對這些分散的測點進行同步采集，才能對設備的整體狀態(tài)進行完整、準確的分析。這里的同步采集，不僅要求所有測試通道在同一時刻開始采集，而且要求所有通道共用一個時鐘信號。

傳統(tǒng)的多設備同步，需要在設備之間共享觸發(fā)信號和參考時鐘兩個數(shù)字信號，然后分別采集并處理兩個數(shù)字信號來實現(xiàn)。由于需要在設備間采用兩條獨立的信號鏈路來傳輸，因此存在信號間的相位延遲誤差問題，從而影響設備間同步精度。同時，由于大多數(shù)的同步采集系統(tǒng)中都是模擬信號采集，因此為了實現(xiàn)多設備間的同步，需要為每個設備增加一個數(shù)字模塊來實現(xiàn)同步，從而增加了系統(tǒng)的開銷。另外，數(shù)字設備的高頻噪聲也可能會影響模擬信號的采集精度，從而影響系統(tǒng)整體性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種在復雜現(xiàn)場環(huán)境中能高效、便捷、可靠地實現(xiàn)多設備同步采集的方法。

本發(fā)明的核心在于利用模擬復合信號來同時傳輸參考時鐘與觸發(fā)信號，從而實現(xiàn)多設備同步。采用模擬復合信號，一方面減少了設備間同步所需的連線，提高了系統(tǒng)的可靠性；同時也避免了不同信號鏈路傳輸所導致的相位延遲誤差，可以實現(xiàn)更高精度的同步。另外，由于采用模擬信號實現(xiàn)同步，減少了數(shù)字同步所需的額外數(shù)字設備，避免了高頻數(shù)字干擾噪聲影響，提高了系統(tǒng)性能和集成度。

本發(fā)明提出的利用單路模擬信號實現(xiàn)多設備同步采集的方法，所述采集方法通過同步采集裝置實現(xiàn)，所述采集裝置包括主設備1和N個從設備，主設備1產(chǎn)生的模擬復合信號2同時送至第一從設備3、第二從設備4直至第N從設備5，同時返回主設備1，模擬復合信號2為參考時鐘6與觸發(fā)信號7的疊加，這樣就通過單路模擬信號鏈路將本地參考時鐘與觸發(fā)信號同時傳輸至所有的主設備和從設備，各個主設備和從設備接收該模擬復合信號，從中提取出本地參考時鐘與觸發(fā)信號，從而實現(xiàn)多設備同步采集；具體步驟如下：

（1）模擬采集：對接收的模擬復合信號實時采集并轉換為數(shù)字信號；

（2）本地參考時鐘提取：將模擬采集后的模擬復合信號送至鎖相環(huán)處理，從而得到與參考時鐘信號同相位的同頻或倍頻本地參考時鐘，以此信號為采樣時鐘，實現(xiàn)不同設備間采樣時鐘的同步；

（3）?觸發(fā)信號提取：將接收的模擬復合信號與步驟（2）中得到的本地參考時鐘相減，即可得到觸發(fā)信號；

（4）主設備和從設備即可從單路模擬復合信號中恢復出本地參考時鐘與觸發(fā)信號，利用同相的本地參考時鐘作為主設備和從設備的采樣時鐘，觸發(fā)信號作為主設備和從設備采集開始控制信號，就可以實現(xiàn)設備間的同步采集。

本發(fā)明中，所述主設備1由第一機箱8、第一控制器9、第一采集模塊10和模擬輸出模塊11組成，第一控制器9、第一采集模塊10和模擬輸出模塊11分別位于第一機箱8內(nèi)，所述第一控制器9分別連接第一采集模塊10和模擬輸出模塊11。

本發(fā)明中，所述第一從設備3由第二機箱12、第二控制器13和第二采集模塊14組成，第二控制器13和第二采集模塊14分別位于第二機箱12內(nèi)，第二采集模塊14連接第二控制器13。

本發(fā)明中，所述第二從設備4由第三機箱15、第三控制器16和第三采集模塊17組成，第三控制器16和第三采集模塊17分別位于第三機箱15內(nèi)，第三采集模塊17連接第三控制器16。

本發(fā)明中，所述主設備1上的模擬輸出模塊11連接主設備上的第一采集模塊、第一從設備上的第二采集模塊14和第二從設備上的第三采集模塊17。

本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）本發(fā)明使用形式簡單，原理通俗易懂。通過單路模擬復合信號即可實現(xiàn)多設備間的同步，比傳統(tǒng)的兩路數(shù)字信號同步法更加經(jīng)濟、便捷、可靠，具有良好的實用性。

（2）?本發(fā)明提出的方法可應用于各種需要在多設備間傳輸多路信號的應用，并不局限于本文所描述的兩路數(shù)字同步信號，因此具有很好的推廣性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明原理框圖。

圖2為模擬復合信號處理流程。

圖3為模擬復合信號示意圖，

圖4為本發(fā)明實施例說明，64通道振動信號同步采集系統(tǒng)示意圖。