[实用新型]一种基于PXI总线的数据采集卡

说明书

技术领域

本实用新型涉及数据采集、信号处理与分析等领域，尤其是涉及一种基于PXI总线的数据采集卡。

背景技术

数据采集设备广泛应用于信号处理的各个相关领域，随着科学技术的发展，各个相关应用领域对信号处理的速度、实时性、测量精度以及设备的可靠性等的要求越来越高，传统的数据采集设备已难以充分满足其处理性能的要求，尤其是在实时数据采集与分析、模态数据采集与分析、声学分析、冲击测量分析、旋转机械分析、振动与噪声测试和震动控制等这类应用环境复杂、数据信息量大、实时性强的信号采集、处理领域。为此，人们尝试寻找新的途径以期提高设备的可靠性、信号处理能力和测量精度。

目前，在集成电子等制造技术发展的基础上，通过采用以PCI总线采集卡进行数据采集，然后将采集的数据给计算机进行运算，实现信号分析功能的方式已成为当前研究开发的热点。

上述方案中，数据采集卡与计算机间通过PCI总线进行信息交互，由于计算机的PCI总线采用金手指互连方式，在振动等复杂的应用环境下，其可靠性很难满足要求；由于计算机PCI插槽数的限制，导致了可插的数据采集卡有限，就不能满足大规模数据采集的需要；PCI总线是一种计算机的数据通讯总线，没有为数据采集服务的辅助总线，不能实现多个采集卡同步采样。在上述方案中，由计算机对数据采集卡进行管理，数据采集卡只负责将数据进行采集，然后将数据传输给计算机，由计算机进行数据运算、分析，显然，计算机系统的运作特性在信号处理的实时性和速度上的性能非常有限，并不能充分满足大规模实时数据采集与分析、模态数据采集与分析、声学分析、冲击测量分析、旋转机械分析、振动与噪声测试和振动控制等信号采集处理领域的应用要求，尤其是在涉及实时、复杂算法计算或大批量的数据高速处理等应用方面。上述方案中，一般采用16位或更低的模数转换电路，这也不能满足当今高精度测量要求的各中应用。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的可靠性差，处理实时性不强，测量相对误差大，难以充分满足大规模实时数据采集与分析、模态数据采集与分析、声学分析、冲击测量分析、旋转机械分析、振动与噪声测试和振动控制等信号采集处理领域的应用要求；本实用新型的目的在于提供了有高可靠性，处理实时性强，高精度，能大规模扩展的一种基于PXI总线的数据采集卡。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

包括PXI总线接口电路，数据总线转换电路可编程逻辑处理电路，DSP数据处理电路，模数转换电路，模拟输入调理电路和供电电路；PXI总线接口电路的数据总线部分和数据总线转换电路的PCI端总线相连；PXI总线接口电路的辅助总线与可编程逻辑处理电路相连；数据总线转换电路的本地总线与可编程逻辑处理电路相连；可编程逻辑处理电路与DSP数据处理电路的外部总线相连；可编程逻辑处理电路与模数转换电路相连；模数转换电路与模拟输入调理电路相连；供电电路给各模块提供所需的电源。

所述的DSP数据处理电路：采用的DSP数据处理芯片为32位浮点型DSP数据处理芯片。

所述的模数转换电路：采用的是分辨率为24bit、转换频率最高为192KHz的模数转换芯片。

所述的PXI总线接口电路：采用的是2mm密度的针孔式连接器电路。

所述的数据总线转换电路：采用的是PCI9054接口转换电路。

所述的可编程逻辑处理电路：采用的XILINX公司的SPARTAN3E系列FPGA电路。

所述的模拟输入调理电路：包括差分转单端电路、同相跟随电路、单端转差分电路、抗混迭滤波电路。

所述的供电电路：采用TPS54310、LT660和TPS70302三部分电路，分别产生1.4V、-5V、2.5V和1.2V电压信号，与总线提供的+5V、+12V、-12V电压信号共同给各模块提供所需的电源。