[實用新型]基于PXI總線的多通道動態信號采集卡

有效

• 申請號: 201320312857.8
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN203422642U
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 郭恩全;嚴昭瑩;倪旭東;楊坤;楊朋;李光輝
• 申請（專利權）人: 陜西海泰電子有限責任公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

技術領域

本實用新型涉及多通道動態信號采集卡，具體涉及一種基于PXI總線的多通道動態信號采集卡，屬于虛擬儀器技術領域。?

背景技術

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

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于PXI總線的多通道動態信號采集卡，主要解決了現有技術采樣率和動態范圍較低的問題。?

本實用新型提供的基于PXI總線的多通道動態信號采集卡，在3U尺寸的PXI板卡上設置了多達8個獨立的信號調理和采集通道，最高采樣率為204.8kSa/s、支持TEDS智能傳感器接口的動態信號采集。?

本實用新型的具體技術解決方案如下：?

該基于PXI總線的多通道動態信號采集卡包括可編程邏輯控制器和擬信號調理電路，模擬信號調理電路分別與可編程邏輯控制器、基準源電路、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電路和觸發功能模塊電路連接。?

上述PXI接口電路由協議轉換器、PXI總線、PXI觸發總線和時鐘電路組成，協議轉換器、PXI觸發總線和時鐘電路的一端均與PXI總線連接，協議轉換器和PXI觸發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電路連接。?

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

上述基準源電路包括依次連接的高穩定度基準源和用于增加驅動能力的運放。?

上述恒流源電路為零溫度系數的恒流電路。?

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。?

上述倍頻電路和鎖相環電路由集成的壓控振蕩器和鎖相環芯片組成。?

上述DDS電路是內置10位數模轉換器和電壓比較器的DDS芯片。?

本實用新型的優點在于：?

本實用新型提供的基于PXI總線的多通道動態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，可以便于用戶構建動態信號采集系統、有效降低系統成本，具有良好的工程實用價值。?

具體地講，本實用新型具備如下特點：?

該基于PXI總線的多通道動態信號采集卡采用高集成度芯片，在單塊3U的PXI板卡上設計了多達8個模擬通道，采用AD公司24位Σ-ΔAD轉換器，最高采樣率為204.8kSa/s，實現了多通道和高采樣率；采用DDS電路產生AD轉換器的采樣時鐘，采樣率步長為36.38uS/s（微赫茲采樣），使得采樣率設置靈活精細，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理技術、程控增益、程控濾波以及多點校準技術和Σ-ΔAD轉換器，采集卡動態范圍達到110dB，采集的信號幅值從±30uV到±10V，提高了動態范圍。?

提供基于IEPE的加速度、麥克風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、麥克風等傳感器提供調理。為遵循IEEE1451.4的CLASS1標準的智能傳感器提供了TEDS支持。?

附圖說明

圖1為多通道動態信號采集卡原理圖；?

圖2為單通道模擬信號調理電路圖；?

圖3為基準源電路圖；?

圖4為恒流源電路圖；?

圖5為倍頻和鎖相環電路圖；?

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為觸發功能模塊電路圖；?

圖10為PCI接口電路圖；?

圖11為DDR電路圖；?

圖12為可編程邏輯控制器內部功能模塊電路圖；?