专利名称：多通道高速模数转换并行处理卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高速数据处理领域，具体涉及一种应用模拟信号到数字信号高速 转换并行处理、总线可配置的数据处理卡。
背景技术：
在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中，控制系统或数据处理系 统均需要将模拟信号以高速精确的方式转换为数字信号进行处理，采用高速模数转换处理 卡是业界通用的做法。现在通用的高速数据采集卡存在价格昂贵、受计算机插槽数量/地址/总线宽度 /中断资源的限制、可扩展性差，而且在一些电磁干扰性强的测试现场无法专门对其进行电 磁屏蔽，因而会导致采集的数据失真等缺点。通用的高速数据采集卡还具有一旦工作开始 采样频率不能够随功能要求变化的缺点。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种面向瞬态信号测量、图像处理等高速、高精度的测 量应用中，采用基于CPCI总线技术的刀片式单板结构，实现了多路模拟信号到数字信号的 并行转换处理卡。本实用新型的技术方案如下一种多通道高速模数转换并行处理卡，由输入接口、信号调理模块、模数转换模 块、输入/输出接口模块、时钟模块和电源模块组成，其特征在于模拟信号通过所述的输 入接口输入到信号调理模块，所述的信号调理模块依次外接模数转换模块和输入/输出接 口模块，所述时钟模块的时钟输出端与分别与所述的信号调理模块和输入/输出接口模块 的时钟信号输入端相连；所述电源模块的电源输出端分别与所述的信号调理模块、模数转 换模块、输入/输出接口模块和时钟模块的电源输入端相连。本实用新型的有益效果本实用新型采用了基于CPCI总线的刀片式单板结构，实现了具有高速、高精度的 模数转换的并行信号处理卡；符合工业标准结构，具有带电热插拔设计，可实现高密度集成 应用。
图1为本实用新型高速模数转换并行处理卡的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种多通道高速模数转换并行处理卡，由输入接口(10)、信号调理模块 (20)、模数转换模块(30)、输入/输出接口模块(40)、时钟模块(50)和电源模块(60)组成， 模拟信号通过输入接口输入到信号调理模块，信号调理模块依次外接模数转换模块和输入/输出接口模块，时钟模块的时钟输出端与分别与信号调理模块和输入/输出接口模块的 时钟信号输入端相连；电源模块的电源输出端分别与信号调理模块、模数转换模块、输入/ 输出接口模块和时钟模块的电源输入端相连。模拟信号通过输入接口把模拟信号输入到信号调理模块，信号调理模块对模拟信 号进行滤波、增益调节等处理；模数转换模块根据时钟模块的时钟节拍对模拟信号进行采 样、量化并转换成数字信号；时钟模块提供了多种时钟源选择模式可，以灵活的为模数转换 模块提供不同工作时钟；输入输出模块提供了板卡的总线宽度选择和位置选择，并提供了 控制器与转换卡的控制信号的传输。输入接口为模拟信号输入接口电路。信号调理模块对模拟信号进行滤波、增益调节等处理，经过处理后变为模数转换 模块所需要的模拟信号。信号调理模块由信号调理电路实现，电路采用了 LMH6655、LM7131 实现滤波功能电路及增益调节，实现1 IOMHz滤波范围内低通截止频率可调、增益功能可 调等功能。模数转换模块根据时钟模块的时钟节拍对模拟信号进行采样、量化并转换成数字 信号；模数转换模块还可以接受系统的使能、读取等控制信号，并且可以反馈数据转换完成 中断、数据处理转换模块故障等信号给系统控制器，控制信号和数字信号通过输入输出接 口与系统总线连接。本实用新型的模数转换芯片采用ADC14L020芯片，ADC14L020提供14 位分辨率和20MHz的高速采样率，可以实现宽带信号的采集，ADC14L020芯片采用流水线技 术，集成采样和保持电路，输出2. 4V到3. 6V兼容，数据转换过程采用不同的时钟信号源，可 以实现板卡本地时钟信号的模数转换、系统可变时钟驱动的模数转换及外部时钟信号驱动 的模式转换，数据转换工作模式有外部触发和内部自动触发模式。模数转换模块采用多路并行传输方式，通过自定义的总线并行传输技术可以实现 8路、16路、24路等不同组合方式的模数转换并行数据处理系统。时钟模块为模数转换模块提供时钟信号，即提供工作节拍信号，时钟模块还通过 设置改变时钟模块的时钟源，可以提供本地时钟信号、可变时钟信号、外部时钟信号。输入输出接口模块将模数转换模块输出的数字信号传输至系统控制器，将系统控 制器的控制信号传输给每个模数转换模块，将系统的时钟信号、外部时钟信号传输给时钟 模块，通过设置可以改变每个模数转换模块所使用的总线宽度和位置，实现数字信号、控制 信号与数据总线和控制总线的连接。本实用新型数据转换卡的总线位置、总线宽带均可以通过设置进行选择，以实现 系统数据传输。以上所述的高速模数转换并行处理卡，仅为实用新型较佳的具体实施方式
与具有 代表性的具体实施方式
，同时所述的信号处理卡的结构也仅是有代表性的结构；但本实用 新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术 范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种多通道高速模数转换并行处理卡，由输入接口(10)、信号调理模块(20)、模数 转换模块(30)、输入/输出接口模块(40)、时钟模块(50)和电源模块(60)组成，其特征在 于模拟信号通过所述的输入接口输入到信号调理模块，所述的信号调理模块依次外接模 数转换模块和输入/输出接口模块，所述时钟模块的时钟输出端与分别与所述的信号调理 模块和输入/输出接口模块的时钟信号输入端相连；所述电源模块的电源输出端分别与所 述的信号调理模块、模数转换模块、输入/输出接口模块和时钟模块的电源输入端相连。
专利摘要本实用新型公开了一种多通道高速模数转换并行处理卡，由输入接口(10)、信号调理模块(20)、模数转换模块(30)、输入/输出接口模块(40)、时钟模块(50)和电源模块(60)组成，模拟信号通过输入接口输入到信号调理模块，信号调理模块依次外接模数转换模块和输入/输出接口模块，时钟模块的时钟输出端与分别与信号调理模块和输入/输出接口模块的时钟信号输入端相连；电源模块的电源输出端分别与信号调理模块、模数转换模块、输入/输出接口模块和时钟模块的电源输入端相连。本实用新型采用了基于CPCI总线的刀片式单板结构，实现了具有高速、高精度的模数转换的并行信号处理卡；符合工业标准结构，具有带电热插拔设计，可实现高密度集成应用。
文档编号H03M1/12GK201781478SQ20102027945
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者刘智民, 刘胜, 宋士花, 施齐林, 李军, 梁立振, 盛鹏, 胡纯栋, 蒋才超, 谢远来 申请人:中国科学院等离子体物理研究所