[發明專利]一種多配置模式數據采集電路板

在審

• 申請號: 201611240761.X
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106712775A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 江風
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙)11221
• 代理人: 王衛東

技術領域

本發明涉及高速實時數據采集領域，具體來講涉及一種多配制模式數據采集電路板。

背景技術

在高速實時數據監測及信號處理系統中，通常對基于高速ADC(Analog Digital Converter，模-數轉器)加FPGA(Field-Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)硬件架構的數據采集板有著很大的需求，例如多通道模擬數據實時處理。這類數據采集板通常會使用多個高速ADC芯片，將多路并行的模擬信號轉化為多路并行的數字信號，然后使用高速收發設備，如FPGA芯片來接收并行的數字信號，并對其進行算法處理，再將處理后的數據經由高速總線如PCI-E(Peripheral Component Interconnect Express快速外設組件互連標準)傳輸至上位機。

由于應用的場景不用，對前端數據采集的硬件接口類型、ADC的精度和采樣率以及通道數的要求都不同，例如常用前端接口類型有BNC(Bayonet Nut Connector，板扣配合型連接器)，SMA(SubMiniature version A，SMA反級性公頭)等，ADC精度要求有8/10/12/14/16位等，通道數要求有1/2/4/8/16等，因此不同的應用場景對數據采集板的硬件配置要求不同。現有的數據采集板是一整塊電路板，上面設置前端接口和ADC等模塊，根據不同的應用場景，需要對應制成多種不同類型的數據采集板，硬件定制化要求高，需要更高級的模塊時，電路板也不能靈活升級，當面對不同的數據接口時，或者是一旦某個模塊出現故障，必須更換整塊數據采集板，用戶故障維護和更新成本高。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種多配制模式數據采集電路板，適用于不同的配置模式，降低用戶故障維護和更新成本。

為達到以上目的，本發明采取一種多配制模式數據采集電路板，包括用戶接口模塊、信號理調模塊、高速ADC模塊、FPGA模塊和電源模塊，所述用戶接口模塊、信號理調模塊和高速ADC模塊依次連接且設置于一塊子電路板，所述FPGA模塊和電源模塊設置于一塊母電路板，所述高速ADC模塊的輸出連接FPGA模塊的輸入，電源模塊用于為子電路板和母電路板供電。

在上述技術方案的基礎上，所述子電路板設有與高速ADC模塊連接的子板連接器，母電路板設有與FPGA模塊連接的母板連接器，且子板連接器與母板連接器相連。

在上述技術方案的基礎上，所述子板連接器與母板連接器通過公母匹配插接相連，或者子板連接器與模板連接器之間通過柔性線路相連。

在上述技術方案的基礎上，所述子板連接器和母板連接器的單根引腳通過的信號速率，要大于最高等級高速ADC型號的時鐘速率。

在上述技術方案的基礎上，所述子板連接器和母板連接器各自的引腳數大于最高等級子電路板的高速ADC模塊的數據引腳、配置引腳、供電引腳、以及信號理調模塊供電引腳之和

在上述技術方案的基礎上，所述子板連接器和母板連接器的電源傳送功率分別大于最高等級子電路板的功耗。

在上述技術方案的基礎上，所述FPGA模塊按照子電路板上最高等級的高速ADC模塊的ADC數據信號做阻抗匹配及PCB走線等長匹配。

在上述技術方案的基礎上，所述FPGA模塊接收來自子電路板的數據信號數大于等于最高等級子電路板的高速ADC模塊的數據引腳和配置引腳之和。

在上述技術方案的基礎上，所述FPGA模塊接收數據信號的Bank參考電壓通過硬件開關選擇。

在上述技術方案的基礎上，所述母電路板包括時鐘模塊、存儲模塊和高速總線接口模塊，時鐘模塊和存儲模塊均與所述FPGA模塊相連，FPGA模塊還連接電源模塊和高速總線接口模塊，高速總線接口模塊連接外部上位機。

本發明的有益效果在于：

多配制模式數據采集電路板由子電路板和母電路板連接組成，子電路板包含用戶接口模塊和高速ADC模塊，即包含數據接口和數據采集等功能，母電路板包括處理數據的FPGA模塊，面對不同應用場景，用戶可以選擇不同的子電路板與母電路板對接，子電路板適應不同數據接口的需求，硬件設計擴展性高、應用靈活；一旦出現模塊損壞，也可以單獨更換損壞模塊所在的電路板，用戶故障維護和更新成本降低。

另外，子板連接器和母板連接器各自的引腳分別大于最高等級電路板上高速ADC模塊的相關引腳之和，兩個連接器的電源傳送功率分別大于最高等級子電路板的功耗，因此無論子電路板上高速ADC模塊是什么等級，與子電路板連接的母電路板都能良好的通信，適用于不同的配置模式。