[發明專利]一種采樣率整數倍變換的光信號循環數據采集系統及方法

有效

• 申請號: 201711148457.7
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107807579B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王春勇;趙艷;李振華;來建成;紀運景;嚴偉
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發明公開了一種采樣率整數倍變換的光信號循環數據采集系統及方法。該系統包括光纖耦合模塊、光電轉換模塊、模數轉換模塊、控制重構模塊和信號延時模塊，光纖耦合模塊的輸出一方面順次通過光電轉換模塊、模數轉換模塊、控制重構模塊傳輸給上位機，另一方面通過信號延時模塊反饋給光纖耦合模塊；待測光信號進入光纖耦合模塊，通過復制和延時使其重復的循環；然后循環輸出通過光電轉換、模數轉化和控制重構得到采樣率整數倍變換的采樣信號。本發明在不改變ADC采樣率的情況下，使系統的采樣率的成倍提高。

技術領域

本發明涉及數據采集及處理技術，具體是涉及一種采樣率整數倍變換的光信號循環數據采集系統及方法。

背景技術

數據采集是對一個或多個信號獲取對象信息的過程，廣泛的應用于民用，商業，工業，軍事，醫療、科研等諸多領域，它與傳感器技術、信號處理技術、計算機技術一起構成了現代檢測技術的基礎。而隨著科學技術的發展和數據采集系統的廣泛應用，對數據采集系統的許多技術指標提出了越來越高的要求。例如，脈沖式測距激光雷達系統中，隨著脈沖信號的脈寬越來越窄，高頻信號領域就需要數據采集系統具有極高的采樣率。

目前，高速的數據采集系統通常選用高速ADC和FPGA的組合來實現，ADC是數據采集系統實現高速采集的核心部件，系統采樣率主要受ADC采樣率、FPGA接口速率限制，想要得到更高采樣速率的系統，就需要更高速率的ADC和FPGA。由于成本和技術要求的原因，ADC和FPGA的價格隨著速率幾乎成幾何倍增長。因此需要設計一種在滿足采樣速率的情況下，成本較低的高速數據采集系統，滿足現代工業生產，軍事，生活以及科學研究中日益增長的高速的數據采集要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采樣率整數倍變換的光信號循環數據采集系統及方法.

解決本發明目的的技術解決方案為：一種采樣率整數倍變換的光信號循環數據采集系統，包括光纖耦合模塊、光電轉換模塊、模數轉換模塊、控制重構模塊和信號延時模塊，光纖耦合模塊的輸出一方面順次通過光電轉換模塊、模數轉換模塊、控制重構模塊傳輸給上位機，另一方面通過信號延時模塊反饋給光纖耦合模塊。

光信號循環數據采集系統的數據采集方法，待測光信號進入光纖耦合模塊，通過復制和延時使其重復的循環；然后循環輸出通過光電轉換、模數轉化和控制重構得到采樣率整數倍變換的采樣信號。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：本發明在不改變ADC采樣率的情況下，使系統的采樣率的成倍提高。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。

圖2是本發明光纖耦合模塊的細節圖。

圖3是本發明信號重構模塊示意圖

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明方案。

如圖1所示，采樣率整數倍變換的光信號循環數據采集系統，包括光纖耦合模塊、光電轉換模塊、模數轉換模塊、控制重構模塊和信號延時模塊，光纖耦合模塊的輸出一方面順次通過光電轉換模塊、模數轉換模塊、控制重構模塊傳輸給上位機，另一方面通過信號延時模塊反饋給光纖耦合模塊。

光纖耦合模塊包括順次連接的選通模塊和復制模塊，選通模塊對光路中的待測光信號進行物理切換或邏輯操作；信號復制模塊接受來自信號選通模塊的信號，創建兩個復制信號輸出，一路進入光電轉換模塊進行后續采樣，另一路進入信號延時模塊進行循環。所測量的光脈沖信號進入光纖耦合模塊，經選通模塊、復制模塊將原信號復制兩路并送出，其中送出的第一路光信號經過光電轉換、模數轉換后，再送入控制重構模塊進行儲存和運算，送出的另一路光信號復制信號經過延時模塊延時后，再進入光纖耦合模塊，重復上述過程，直至采樣完成。

所述選通模塊為光纖合束器，所述復制模塊包括順次連接的光放大器和光纖分路器。