[發明專利]一種基于FPGA的小型化數模轉換裝置及應用

在審

• 申請號: 201711458784.2
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108228528A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 許毅杰;呂杰
• 申請（專利權）人: 蘇州聯視泰電子信息技術有限公司
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G10L19/02;H03M1/12
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于FPGA的小型化數模轉換裝置，其特征在于，所述數模轉換裝置包括：

模擬電路，用于獲取采集設備的模擬信號，并對所述模擬信號濾波放大后轉發給音頻轉換器；

音頻轉換器，用于將接收的模式信號轉化為數字信號，得到音頻數據，并將所述音頻數據發送至FPGA；

FPGA，用于基于接收的命令數據控制所述模擬電路和音頻轉換器工作，對獲取的音頻數據緩存封裝后，轉發至通訊接口，還用于接收外部同步時鐘，并基于所述同步時鐘為所述音頻轉換器提供工作時鐘，以實現多個所述音頻轉換器之間的同步采樣；

通訊接口，用于實現所述FPGA與通訊總線之間的命令數據與音頻數據的交互。

2.如權利要求1所述的基于FPGA的小型化數模轉換裝置，其特征在于，所述FPGA包括：

通訊模塊，用于對接收的命令數據串并轉換和數據解碼后轉發至所述轉發內存控制器，還用于對接收的音頻數據協議封裝和并串轉換后轉發至所述通訊接口；

轉發內存控制器，用于對接收的音頻數據進行緩存和轉發至所述通訊模塊，還用于將接收的命令數據轉發至所述命令控制模塊；

命令控制模塊，用于基于接收的命令數據控制所述模擬電路對模擬信號的濾波和放大，還用于控制音頻轉換器將濾波放大處理后的模擬信號轉化為數字信號；

音頻數據接收模塊，用于獲取所述音頻轉換器上傳的音頻數據，并將所述音頻數據轉發至所述轉發內存控制器；

時鐘生成模塊，用于基于接收的同步時鐘為所述音頻轉換器提供工作時鐘和控制信號，以實現多個所述音頻轉換器之間的同步采樣；

通訊接口控制器，用于控制所述通訊接口工作。

3.如權利要求2所述的基于FPGA的小型化數模轉換裝置，其特征在于，所述通訊模塊包括：

串并轉換模塊，用于對接收的命令數據進行串并轉換；

數據解碼模塊，用于對串并轉換處理后的命令數據進行數據解碼，并將數據解碼后的命令數據轉發至所述轉發內存控制器；

協議封裝模塊，用于對接收的音頻數據進行協議封裝；

并串轉換模塊，用于對協議封裝處理后的音頻數據進行并串轉換，并對并串轉換后的音頻數據轉發至所述通訊接口。

4.如權利要求2所述的基于FPGA的小型化數模轉換裝置，其特征在于，所述轉發內存控制器包括：

接口子控制器，用于控制FIFO單元中音頻數據讀取與寫入操作；

FIFO單元，用于所述轉存內存控制器接收的音頻數據的緩存。

5.如權利要求2所述的基于FPGA的小型化數模轉換裝置，其特征在于，所述命令控制模塊包括：

模擬信號控制器，用于基于接收的命令數據控制所述模擬電路對模擬信號的濾波參數和放大倍數，以實現對模擬信號的穩定濾波和放大；

音頻轉換器控制器，用于基于接收的命令數據控制所述音頻轉換器將濾波放大處理后的模擬信號轉化為數字信號。

6.如權利要求1～5任一所述的基于FPGA的小型化數模轉換裝置，其特征在于，所述通訊接口采用485芯片。

7.一種基于FPGA的小型化數模轉換裝置的應用，其特征在于，應用權利要求1～8任一所述的小型化數模轉換裝置對多個傳感器進行同步采樣，具體包括以下步驟：

FPGA基于接收的命令數據控制模擬電路對從傳感器的獲取的模擬信號進行濾波放大處理；

FPGA基于接收的命令數據控制音頻轉換器將濾波放大處理后的模擬信號在轉化為音頻數據；

FPGA對接收的音頻數據緩存封裝后轉發至通訊接口；

FPGA基于接收的同步時鐘為音頻轉換器提供工作時鐘，以實現多個所述音頻轉換器之間的同步采樣。