[發明專利]一種高速信號采集處理系統

有效

• 申請號: 201710939800.3
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107907123B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 許保祥;黃繼勛;于海成;程長征;石海洋;蔣莉莉
• 申請（專利權）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種高速信號采集處理系統，其特征在于：包括模擬信號采集模塊(1)、數字信號接收模塊(2)、快速存儲設備(3)、數據處理模塊(4)、上位機(5)；

數據處理模塊(4)通過時鐘發送數據采集指令至模擬信號采集模塊(1)，并同步通過時鐘發送數據接收指令至數字信號接收模塊(2)；數據處理模塊(4)接收模擬信號采集模塊(1)采集的光纖陀螺的模擬信號、接收數字信號接收模塊(2)接收的光纖陀螺的數字信號，數據處理模塊(4)將模擬信號采集模塊(1)采集的高速信號與低速信號以及數字信號接收模塊(2)接收的高速、中速、低速數字信號繪制成圖像，發送至上位機(5)進行同步實時顯示；以數字信號接收模塊(2)接收的低速數字信號為基礎數據，當數字信號接收模塊(2)接收的低速數字波動大于規定值時，進行報警，并發送存儲指令至快速存儲設備(3)；數據處理模塊(4)發送上傳指令至快速存儲設備(3)；

模擬信號采集模塊(1)接收到數據處理模塊(4)的數據采集指令后，采集光纖陀螺的模擬信號，并將模擬信號發送至數據處理模塊(4)，模擬信號包括探測器輸出電壓信號、調制信號、光源管芯溫度信號、供電電流信號、供電電壓信號；

數字信號接收模塊(2)接收到數據處理模塊(4)的數據接收指令后，接收光纖陀螺發送的數字信號，并將數字信號發送至數據處理模塊(4)，數字信號包括光纖陀螺內部A/D信號、積分信號和光纖陀螺輸出數據信號；

快速存儲設備(3)接收到數據處理模塊(4)的存儲指令后，記錄數字信號接收模塊(2)接收的低速數字信號出現波動時刻前后設定時間段內的模擬信號采集模塊(1)采集的模擬信號數據以及數字信號接收模塊(2)接收的數字信號數據，以時間規則命名，分塊存儲；快速存儲設備(3)接收到數據處理模塊(4)發送的上傳指令后，將分塊存儲的數據傳輸到上位機(5)；

上位機(5)接收快速存儲設備(3)傳輸來的數據，并對數據處理模塊(4)繪制的模擬信號采集模塊(1)采集的高速信號與低速信號以及數字信號接收模塊(2)接收的高速、中速、低速數字信號圖像進行顯示；

所述模擬信號采集模塊(1)是基于FPGA的A/D采集模塊，包括A/D轉換器(1.1)、第一FPGA(1.2)、第一SDRAM(1.3)；第一FPGA(1.2)接收數據處理模塊(4)發送的數據采集指令，控制A/D轉換器(1.1)采集光纖陀螺的模擬信號，A/D轉換器(1.1)將采集的光纖陀螺的模擬信號發送至第一SDRAM(1.3)，第一FPGA(1.2)將存儲于第一SDRAM(1.3)的光纖陀螺的模擬信號發送至數據處理模塊(4)；

所述A/D轉換器(1.1)輸入信號幅值電壓范圍為-5.5V～5.5V，位數為12～16位，通道數量不少于10路，其中，采集速率≥30M/s的高速信號的通道數量不少于4路，采集速率≥1k/s的低速信號的通道數量不少于6路；

所述上位機(5)對快速存儲設備(3)傳輸來的數據進行搜索，獲得目標數據文件，將目標數據文件通過數據處理模塊(4)進行圖像繪制，數據處理模塊(4)將繪制的圖像反饋至上位機(5)進行顯示。

2.根據權利要求1所述的一種高速信號采集處理系統，其特征在于：所述數字信號接收模塊(2)是基于FPGA的數字信號接收模塊，包括轉換接口(2.1)、第二FPGA(2.2)、第二SDRAM(2.3)；第二FPGA(2.2)接收數據處理模塊(4)發送的數據接收指令，控制轉換接口(2.1)采集光纖陀螺的數字信號，轉換接口(2.1)將光纖陀螺發送的TTL信號轉換成LVDS信號并將轉換后的LVDS信號發送至第二SDRAM(2.3)，第二FPGA(2.2)將存儲于第二SDRAM(2.3)的LVDS信號發送至數據處理模塊(4)。

3.根據權利要求2所述的一種高速信號采集處理系統，其特征在于：數字信號接收模塊(2)接收的組幀的高速、中速、低速三種數字信號，其中，高速數字信號的傳輸速率≥20M/s，中速數字信號的傳輸速率等于1M/s，低速數字信號的傳輸速率等于1k/s。

4.根據權利要求1或2所述的一種高速信號采集處理系統，其特征在于：快速存儲設備(3)讀寫速度≥1200M/s，讀寫延遲≥20微秒，存儲容量≥1TB，支持可覆蓋存儲。