[发明专利]基于FPGA的高速数据采集与数字信号处理板

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的高速数据采集与数字信号处理板，其特征在于集成设置模拟信号输入和A/D转换模块、数字信号处理模块以及通信模块；模拟信号输入和A/D转换模块包括信号调理电路和A/D转换模块；数字信号处理模块包括FPGA模块、存储器DDR2和数据存储器FLASH，以数字信号处理模块处理原始采样数据，包括故障启动的判别、故障数据的移出以及小波变换的处理，利用FPGA模块实现嵌入式网络；通信模块与FPGA模块相连，采用网络物理层芯片与FPGA的嵌入式网络相配合，实现和其它板件或者后台计算机交换采集与计算结果。本发明可实现高频暂态行波的高速同步采集和快速处理。

主权项

基于FPGA的高速数据采集与数字信号处理板，其特征在于集成设置模拟信号输入和A/D转换模块、数字信号处理模块以及通信模块；所述模拟信号输入和A/D转换模块包括：用于接收四条线路中电压或电流模拟信号的十二通道信号调理电路，与所述信号调理电路相连的A/D转换模块；所述A/D转换模块自带采样保持电路，使用外部参考电压和外部时钟，三态输出；所述数字信号处理模块包括：与所述A/D转换模块相连的FPGA模块，与所述FPGA模块相连的存储器DDR2和数据存储器FLASH，为所述FPGA模块提供的数字信号处理程序存储在所述DDR2或FLASH中；所述数字信号处理模块完成以下数字信号处理：a、处理原始采样数据，包括：故障启动的判别、故障数据的移出以及小波变换的处理；b、利用FPGA模块实现嵌入式网络，以嵌入式网络为载体实现信息交互；所述FPGA内部启动模块采用软启动的模式，通过对采集到的电压或电流数据进行部分启动算法的判据后，以中断的形式引导启动，同时记录启动时刻的地址；故障启动后经过延时，故障数据移出模块DMA开始工作，从中断时刻的地址向上寻找自定义长度的故障数据，设置故障数据长度不大于1s，包括故障前和故障后的全部数据，并移出到系统分配的存储器DDR2中的故障数据存储空间。c、以所述存储器DDR2存储故障数据，并且将所述故障数据存储到FLASH中作为数据的有效备份；所述通信模块与所述FPGA模块相连，采用网络物理层芯片与FPGA的嵌入式网络相配合，实现和其它板件或者后台计算机交换采集与计算结果。