[發明專利]一種便攜式數據采集卡

在審

• 申請號: 201410710669.X
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104408213A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 龍寧;張星星
• 申請（專利權）人: 成都龍騰中遠信息技術有限公司
• 主分類號: G06F17/40
• 分類號: G06F17/40
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一種數據采集卡，特別是一種便攜式數據采集卡。

背景技術

數據采集，是指從傳感器和其它待測設備等模擬和數字被測單元中自動采集電量或者電量信號，送到上位機中進行分析，處理。數據采集系統是結合基于計算機或者其他專用測試平臺的測量軟硬件產品來實現靈活的、用戶自定義的測量系統。數據采集卡，即實現數據采集功能的計算機擴展卡，可以通過USB、485、232、以太網、各種無線網絡等總線接入個人計算機。

數據采集卡用于對各種類型的數據進行采集，隨著現代設備朝向數字化、信息化的高速發展，數據采集卡在各個領域得到越來越廣泛的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種便攜式數據采集卡，該數據采集卡能夠對模擬信號、數字信號進行采集，能夠支持單通道、雙通道及四通道的數據采集，同時支持內部時鐘和外部時鐘輸入，采集卡帶4片DDR2，每片容量為256MB，總量為1GB。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種便攜式數據采集卡，它包括機殼和機芯電路，所述的機殼的前面板設置有模擬信號輸入接口、時鐘輸入接口、時鐘輸出接口、觸發輸入接口和外部差分數字信號輸入接口，所述的機殼的后面板上設置有USB接口、RJ45接口、電源接口和電源指示燈；

所述的機芯電路包括AD轉換器、FPGA、時鐘管理芯片、DDR2和MCU，所述的AD轉換器將采集到的數據傳輸到FPGA，FPGA將數據緩存到DDR2中，緩存1S的采樣數據后，FPGA根據MCU的指令將采集的數據傳輸給MCU，MCU將數據傳輸到USB的DMA中，通過USB將數據傳輸到上位機。

所述的模擬信號輸入接口有四路，所述的AD轉換器有兩個，各與兩路模擬信號輸入連接，所述的DDR2有四片，各存儲一路模擬信號采集的數據。

所述的AD轉換器采用AD9650-105M，板卡時鐘管理芯片選用AD9516，MCU采用CY3014。

所述的USB接口為USB3.0接口，所述外部差分數字信號輸入接口為含有21對差分線的J30J接口，所述的電源接口為四芯單排的CH10-5.08-4接口，所述的模擬信號輸入接口、時鐘輸入接口、時鐘輸出接口、和觸發輸入接口均采用SMA接口。?

本發明的有益效果是：本發明提供了一種便攜式數據采集卡，該數據采集卡能夠對模擬信號、數字信號進行采集，能夠支持單通道、雙通道及四通道的數據采集，同時支持內部時鐘和外部時鐘輸入，采集卡帶4片DDR2，每片容量為256MB，總量為1GB。?

?附圖說明

圖1為數據采集卡結構圖；

圖2為數據采集卡后面板布局圖；

圖3為數據采集卡電路圖；

圖中，1-機殼，2-模擬信號輸入接口，3-時鐘輸出接口，4-時鐘輸入接口，5-觸發輸入接口，6-外部差分數字信號輸入接口，7-電源接口，8-RJ45接口，9-USB接口，10-電源指示燈。

?具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1、圖2和圖3所示，一種便攜式數據采集卡，它包括機殼1和機芯電路，所述的機殼1的前面板設置有模擬信號輸入接口2、時鐘輸入接口4、時鐘輸出接口3、觸發輸入接口5和外部差分數字信號輸入接口6，所述的機殼1的后面板上設置有USB接口9、RJ45接口8、電源接口7和電源指示燈10；

所述的機芯電路包括AD轉換器、FPGA、時鐘管理芯片、DDR2和MCU，所述的AD轉換器將采集到的數據傳輸到FPGA，FPGA將數據緩存到DDR2中，緩存1S的采樣數據后，FPGA根據MCU的指令將采集的數據傳輸給MCU，MCU將數據傳輸到USB的DMA中，通過USB將數據傳輸到上位機。

所述的模擬信號輸入接口有四路，所述的AD轉換器有兩個，各與兩路模擬信號輸入連接，所述的DDR2有四片，各存儲一路模擬信號采集的數據。

?所述的AD轉換器采用AD9650-105M，板卡時鐘管理芯片選用AD9516，MCU采用CY3014。

所述的USB接口為USB3.0接口，所述外部差分數字信號輸入接口為含有21對差分線的J30J接口，所述的電源接口為四芯單排的CH10-5.08-4接口，所述的模擬信號輸入接口、時鐘輸入接口、時鐘輸出接口、和觸發輸入接口均采用SMA接口。

?數據采集卡的4路AD采樣數據分別緩存到采集卡4片DDR2中，數據緩存結束后，再通過FPGA和MCU之間接口導入到MCU中的DMA緩存中，最終通過MCU的USB3.0接口將數據傳輸到上位機。時鐘管理芯片選用AD9516，支持2路外部時鐘輸入，時鐘輸出可以通過FPGA的SPI接口進行配置，實現采樣要求的56MHz、70MHz和100MHz采樣時鐘。信號采集在觸發信號的上升沿開始采集，采樣點與觸發信號對齊，外部預留J30J接口，連接直接輸入的數字差分信號，用于直接緩存傳輸數字信號，板卡預留RJ45接口實現串口數據通信，便于調試。