多通道信号同步采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多通道信号同步采集系统，本系统包括至少两路信号采集通道、重采样模块、PLL时钟模块和FIFO缓冲存储模块，信号采集通道包括依次连接的模数转换模块、隔离模块、接口模块和数据缓冲模块，晶体振荡模块为模数转换模块提供时钟驱动，各信号采集通道的数据缓冲模块输出端连接重采样模块输入端，PLL时钟模块输出端连接重采样模块的时钟输入端，重采样模块按照PLL时钟模块的采样频率对各信号采集通道的数据缓冲模块数据进行重新采样，重采样模块的输出端连接FIFO缓冲存储模块输入端，FIFO缓冲存储模块输出同步信号数据。本系统实现多通道信号的同步采集，适合一般多通道信号的同步传输，保证后续的信号处理。
【专利说明】多通道信号同步采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多通道信号同步采集系统。
【背景技术】
[0002]在多个通道信号采集时，由于各个采集通道的模数转换器使用独立的晶体振荡电路控制信号采集时间，而晶体振荡电路由于制造工艺的误差以及环境温度的影响，并不能完全保证长时间同步振荡，会随着时间发生振荡频率漂移，造成各个通道的模数转换器不能长时间同步采集信号，导致多通道信号异步，影响后续的信号处理。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多通道信号同步采集系统，本系统可实现多通道信号的同步采集，克服由于器件制造工艺误差、温度影响等原因造成各通道难以长时间同步采集信号的缺陷，适合一般多通道信号的同步采集，保证了后续的信号处理。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型多通道信号同步采集系统包括至少两路信号采集通道、重采样模块、PLL时钟模块和FIFO缓冲存储模块，所述信号采集通道包括模数转换模块、晶体振荡模块、隔离模块、接口模块和数据缓冲模块，多路调理后的模拟信号分别输入到各信号采集通道的模数转换模块输入端，所述晶体振荡模块输出端连接所述模数转换模块的时钟输入端并为模数转换模块提供时钟驱动，所述模数转换模块输出端连接所述隔离模块输入端，所述隔离模块输出端连接所述接口模块输入端，所述接口模块输出端连接所述数据缓冲模块输入端，各信号采集通道的数据缓冲模块输出端连接所述重采样模块的输入端，所述PLL时钟模块输出端连接所述重采样模块的时钟输入端，所述重采样模块按照所述PLL时钟模块的采样频率对各信号采集通道的数据缓冲模块数据进行重新采样，所述重采样模块的输出端连接所述FIFO缓冲存储模块输入端，所述FIFO缓冲存储模块输出同步信号数据。
[0005]进一步，所述各信号采集通道的晶体振荡模块的时钟频率根据信号采样频率和所述模数转换模块的转换频率确定。
[0006]进一步，所述各信号采集通道的模数转换模块输入模拟信号、输出数字信号，输出数字信号是串行SPI总线输出、串行I2S总线输出或并行总线输出，所述各信号采集通道的接口模块接受数据的方式与所述模数转换模块输出数字信号的总线形式匹配。
[0007]进一步，所述各信号采集通道的隔离模块是数字隔离模块并采用光隔离、磁隔离或电容隔离电路。
[0008]进一步，所述各信号采集通道的数据缓冲模块仅缓冲一次信号数据，所述信号数据的长度根据输入信号范围以及所述模数转换模块的位数是8位、16位或24位数字信号。
[0009]进一步，上述PLL时钟模块给所述重采样模块提供精确的采样频率时钟，所述重采样模块在每个采样时钟周期，同时对各信号采集通道的数据缓冲模块的缓冲数据进行采样，按顺序将各个缓冲数据连接起来形成同步数据。[0010]进一步，所述各信号采集通道的接口模块、数据缓冲模块以及重采样模块、FIFO缓冲存储模块是分立数字电路或可编程逻辑门阵列。
[0011]由于本实用新型多通道信号同步采集系统采用了上述技术方案，即本系统包括至少两路信号采集通道、重采样模块、PLL时钟模块和FIFO缓冲存储模块，信号采集通道包括依次连接的模数转换模块、隔离模块、接口模块和数据缓冲模块，晶体振荡模块为模数转换模块提供时钟驱动，各信号采集通道的数据缓冲模块输出端连接重采样模块输入端，PLL时钟模块输出端连接重采样模块的时钟输入端，重采样模块按照PLL时钟模块的采样频率对各信号采集通道的数据缓冲模块数据进行重新采样，重采样模块的输出端连接FIFO缓冲存储模块输入端，FIFO缓冲存储模块输出同步信号数据。本系统可实现多通道信号的同步采集，克服由于器件制造工艺误差、温度影响等原因造成各通道难以长时间同步采集信号的缺陷，适合一般多通道信号的同步采集，保证了后续的信号处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明:
[0013]图1为本实用新型多通道信号同步采集系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本实用新型多通道信号同步采集系统包括至少两路信号采集通道1、重采样模块2、PLL时钟模块3和FIFO缓冲存储模块4，所述信号采集通道I包括模数转换模块11、晶体振荡模块12、隔离模块13、接口模块14和数据缓冲模块15，多路调理后的模拟信号分别输入到各信号采集通道I的模数转换模块11输入端，所述晶体振荡模块12输出端连接所述模数转换模块11的时钟输入端并为模数转换模块11提供时钟驱动，所述模数转换模块11输出端连接所述隔离模块13输入端，所述隔离模块13输出端连接所述接口模块14输入端，所述接口模块14输出端连接所述数据缓冲模块15输入端，各信号采集通道I的数据缓冲模块15输出端连接所述重采样模块2的输入端，所述PLL时钟模块3输出端连接所述重采样模块2的时钟输入端，所述重采样模块2按照所述PLL时钟模块3的采样频率对各信号采集通道I的数据缓冲模块15数据进行重新采样，所述重采样模块2的输出端连接所述FIFO缓冲存储模块4输入端，所述FIFO缓冲存储模块4输出同步信号数据。
[0015]进一步，所述各信号采集通道I的晶体振荡模块12的时钟频率根据信号采样频率和所述模数转换模块11的转换频率确定。
[0016]进一步，所述各信号采集通道I的模数转换模块11输入模拟信号、输出数字信号，输出数字信号是串行SPI总线输出、串行I2S总线输出或并行总线输出，所述各信号采集通道I的接口模块14接受数据的方式与所述模数转换模块11输出数字信号的总线形式匹配。
[0017]进一步，所述各信号采集通道I的隔离模块13是数字隔离模块并采用光隔离、磁隔离或电容隔离电路。
[0018]进一步，所述各信号采集通道I的数据缓冲模块15仅缓冲一次信号数据，所述信号数据的长度根据输入信号范围以及所述模数转换模块11的位数是8位、16位或24位数
字信号。[0019]进一步，上述PLL时钟模块3给所述重采样模块2提供精确的采样频率时钟，所述重采样模块2在每个采样时钟周期，同时对各信号采集通道I的数据缓冲模块15的缓冲数据进行采样，按顺序将各个缓冲数据连接起来形成同步数据。
[0020]进一步，所述各信号采集通道I的接口模块14、数据缓冲模块15以及重采样模块
2、FIFO缓冲存储模块4是分立数字电路或可编程逻辑门阵列。
[0021]本系统中多路调理后的模拟信号分别输入到各信号采集通道的模数转换模块输入端，晶体振荡模块为模数转换模块提供时钟驱动，晶体振荡频率根据采样频率和模数转换模块的转换频率来确定；模数转换模块将模拟信号转换为数字信号，并输出到隔离模块的输入端，隔离模块实现信号采集通道与控制电路之间的电气隔离，隔离模块的输出端连接到接口模块的输入端，接口模块根据模数转换模块的输出总线类型可以是串行SPI总线、串行I2S总或并行总线，接口模块将接收到的数据存入数据缓冲模块，数据缓冲模块仅缓冲一次数据，由PLL时钟模块驱动的重采样模块按照采样频率对所有信号采集通道的缓冲数据进行同时刻采样，重采样模块将从各个信号采集通道重采样得到的数据顺序组成一个大的同步数据，然后存入FIFO缓冲存储模块，FIFO缓冲存储模块根据后续处理电路的要求，输出同步后的各个信号采集通道的采集数据，从而完成多通道信号的同步采集。本系统能够克服驱动模数转换模块的晶体振荡模块的晶振漂移引起的不能长时间同步采集信号的缺陷，实现多通道信号的长时间同步采集，保证了后续的信号处理。
【权利要求】
1.一种多通道信号同步采集系统，其特征在于:本系统包括至少两路信号采集通道、重采样模块、PLL时钟模块和FIFO缓冲存储模块，所述信号采集通道包括模数转换模块、晶体振荡模块、隔离模块、接口模块和数据缓冲模块，多路调理后的模拟信号分别输入到各信号采集通道的模数转换模块输入端，所述晶体振荡模块输出端连接所述模数转换模块的时钟输入端并为模数转换模块提供时钟驱动，所述模数转换模块输出端连接所述隔离模块输入端，所述隔离模块输出端连接所述接口模块输入端，所述接口模块输出端连接所述数据缓冲模块输入端，各信号采集通道的数据缓冲模块输出端连接所述重采样模块的输入端，所述PLL时钟模块输出端连接所述重采样模块的时钟输入端，所述重采样模块按照所述PLL时钟模块的采样频率对各信号采集通道的数据缓冲模块数据进行重新采样，所述重采样模块的输出端连接所述FIFO缓冲存储模块输入端，所述FIFO缓冲存储模块输出同步信号数据。
2.根据权利要求1所述的多通道信号同步采集系统，其特征在于:所述各信号采集通道的晶体振荡模块的时钟频率根据信号采样频率和所述模数转换模块的转换频率确定。
3.根据权利要求1或2所述的多通道信号同步采集系统，其特征在于:所述各信号采集通道的模数转换模块输入模拟信号、输出数字信号，输出数字信号是串行SPI总线输出、串行I2S总线输出或并行总线输出，所述各信号采集通道的接口模块接受数据的方式与所述模数转换模块输出数字信号的总线形式匹配。
4.根据权利要求3所述的多通道信号同步采集系统，其特征在于:所述各信号采集通道的隔离模块是数字隔离模块并采用光隔离、磁隔离或电容隔离电路。
5.根据权利要求3所述的多通道信号同步采集系统，其特征在于:所述各信号采集通道的数据缓冲模块仅缓冲一次信号数据，所述信号数据的长度根据输入信号范围以及所述模数转换模块的位数是8位、16位或24位数字信号。
6.根据权利要求3所述的多通道信号同步采集系统，其特征在于:所述PLL时钟模块给所述重采样模块提供精确的采样频率时钟，所述重采样模块在每个采样时钟周期，同时对各信号采集通道的数据缓冲模块的缓冲数据进行采样，按顺序将各个缓冲数据连接起来形成同步数据。
7.根据权利要求3所述的多通道信号同步采集系统，其特征在于:所述各信号采集通道的接口模块、数据缓冲模块以及重采样模块、FIFO缓冲存储模块是分立数字电路或可编程逻辑门阵列。
【文档编号】H03M1/54GK203661045SQ201320834516
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】邵俊红 申请人:上海宝钢工业技术服务有限公司