[发明专利]多路数字信号隔离调理采集设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字信号采集技术，尤其涉及一种多路数字信号隔离调理采集设备。

背景技术

随着数字信号采集技术的不断进步，目前市场上已经出现多通道的数字I/O卡，例如凌华科技有限公司的cPCI-7452 128通道隔离I/O卡和NI公司的PXI-6509 96通道数字I/O卡，PXI-6511 64通道数字I/O卡等。

然而，现有技术普遍能实现128通道的数字信号采集，当测试通道数超过128路时，测试系统需要安装多个128通道的数字I/O卡进行采集，由于各采集卡自带晶体振荡器，且各晶振的系统误差各有不同，在信号采集时，各板卡的采集时间将难以实现同步，不同板卡采集的数字信号时间基准将会发生较大偏差，需要消耗较多的系统资源进行处理。同时，由于每个数字I/O卡均需独立的cPCI插槽，在进行通道扩展时，将会占用更多的cPCI插槽资源，因此其可扩展性也受到测试系统插槽资源的限制。

此外，现有技术在数据采集时，各板卡将按照自身的时间基准进行数据采集，同时按照一定的频率和格式向测试系统上传测试数据，上位机需要对各板卡的总线占用时间进行协调，对测试数据进行重组和各通道测试时间的重新计算，在测试系统对测试时间精度和采集速度要求较高的条件下很难达到测试要求，并造成了对cPCI总线资源占用时间长，对上位机应用软件要求高等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有数字信号采集技术中存在的测试通道可扩展性差、多通道测试中时间基准无法统一、以及占用cPCI总线资源多的问题，提供一种多路数字信号隔离调理采集设备。

为达到上述目的，本发明提供了一种多路数字信号隔离调理采集设备，包括综合管理模块和多个分离式的隔离调理模块，其中，

每个所述隔离调理模块，包括：

板卡选择电路，用于根据所述综合管理模块输出的板选信号和组选信号来选通对应的隔离调理电路；

若干路隔离调理电路，所述若干隔离调理电路分成多个组，每个组具有多路隔离调理电路，用于将采集到的多路数字信号进行隔离和电压调理，并将处理后的多路数字信号按顺序发送至所述综合管理模块；

所述综合管理模块，包括：

FPGA电路，用于发送板选和组选信号，并将接收到的多路数字信号进行数字滤波，对滤波处理后的每路数字信号的上下边沿进行智能分析，即当该路数字信号发生变化时，将其按照测试系统预设的时间要求放置于cPCI总线供读取，当该路数字信号不发生变化时，每隔预定时间向所述测试系统发送一次用于判断其是否正常工作的测试数据；

总线管理电路，用以协调所述FPGA电路与外部的数字I/O卡之间的电压匹配和通信。

本发明的包括综合管理模块和多个分离式的隔离调理模块，综合管理模块向隔离调理模块发送板选信号和组选信号，被选中的隔离调理模块按照要求将本隔离调理模块的对应信号传输给综合管理模块，在综合管理模块收到所有采集通道（一路采集通道即为一路隔离调理电路）的数字信号后，对滤波处理后的每路数字信号的上下边沿进行智能分析，即当该路数字信号发生变化时，将其按照测试系统预设的时间要求放置于cPCI总线供读取，当该路数字信号不发生变化时，每隔预定时间向测试系统发送一次用于判断其是否正常工作的测试数据。综合管理模块上传的数据中既包含有对每路采集通道的测试值，同时也包含有数据发生变化的相对时间值，由于所有测试数据只通过综合管理模块向系统上传，所有采集通道的测试数据由综合管理模块的高精度晶振进行时间统一，因此，本实施例在对多达1024采集通道的数字信号进行采集时可具有很高的时间精度和高度的时间统一性，并可以极大地减少测试数据上传对cPCI总线的占用时间，即无论采集通道数的扩展与否，始终只占用一个cPCI插槽，从而在提高测试系统可扩展性的同时极大地节约了系统资源。

附图说明

图1为本发明一个实施例的多路数字信号隔离调理采集设备的电路结构示意图；

图2为图1所示多路数字信号隔离调理采集设备中隔离调理电路的电路原理图；

图3为图1所示多路数字信号隔离调理采集设备中板卡选择电路的电路原理图；

图4为图1所示多路数字信号隔离调理采集设备中综合管理模块的程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：