一种多普勒数据采集板的制作方法

本实用新型涉及一种多普勒数据采集板，属于通讯技术领域。

背景技术：

在测量系统中，实时测量并记录目标的多普勒频率数据的应用越来越广泛。传统的数据采集卡多是配合计算机主机共同组成一个数据采集和处理系统，受其体积的影响，一般不适用于小型化设计，如机载系统中。另外，一些数据采集卡测量精度低、动态范围有限、测量结果容易受环境影响。总之，很难找到一种体积小、精度高、动态范围大、可靠性高的装置用于多普勒数据的采集和记录。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多普勒数据采集板，采用嵌入式通用模块PC104+为核心控制器，实现原始采集数据和多普勒数据的记录和存储。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多普勒数据采集板，包括一个PCB基板，其特征是，所述PCB基板上集成有信号采集器、信号处理器以及PC104+控制器，所述信号采集器包括依次电连接的模拟信号输入接口、滤波器、放大器和AD转换器，所述AD转换器电连接信号处理器，信号处理器通过PCI总线连接PC104+控制器进一步的，所述PC104+控制器板载存储器为4GB，按照192ksps的采样率，24bits的位宽。

进一步的，所述信号处理器以FPGA为核心，在FPGA内部实现采集数据的处理，实时计算出多普勒值，并将原始数据和计算结果通过PCI总线实时传送给PC104+控制器。

进一步的，所述PC104+控制器上还设有数据输出接口。

进一步的，所述PC104+控制器用于将接受的数据进行存储和转发。

进一步的，所述PCB基板上还设有电源接口，用于连接电源为整个采集板供电。

本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型采用小型化设计，具有稳定性高，动态范围大，精度高等优点，可以方便的应用在相关的机箱设备中。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种多普勒数据采集板，包括一个PCB基板，其特征是，所述PCB基板上集成有信号采集器、信号处理器以及PC104+控制器，所述信号采集器包括依次电连接的模拟信号输入接口、滤波器、放大器和AD转换器，所述AD转换器电连接信号处理器，信号处理器通过PCI总线连接PC104+控制器进一步的，所述PC104+控制器板载存储器为4GB，按照192ksps的采样率，24bits的位宽。

本实施例中，所述信号处理器以FPGA为核心，在FPGA内部实现采集数据的处理，实时计算出多普勒值，并将原始数据和计算结果通过PCI总线实时传送给PC104+控制器。

本实施例中，所述PC104+控制器上还设有数据输出接口。

本实施例中，所述PC104+控制器用于将接受的数据进行存储和转发。

本实施例中，所述PCB基板上还设有电源接口，用于连接电源为整个采集板供电。

如图2所示，某测量设备需要一块数据采集板卡实现对信号的采集和多普勒数据的处理。该板卡要求2路模拟信号输入，输入信号频率为20Hz-50KHz，动态范围大于60dB，要求对输入信号进行采集，记录原始数据，时间大于20min，并实时将数据处理，计算出信号的多普勒值进行上传。项目要求可靠性高、体积小。

根据系统要求，我们选用通用模块PC104+作为板卡的核心控制器，其板载的4GB存储器可以满足系统长时间存储数据的要求，并且其PCI总线位数宽、速度快，可以满足实时数据采集的指标要求。数据信号处理在FPGA芯片内部完成，数据采集采用TI公司的AD转换器。

信号采集电路由放大器、滤波器、和AD转换器构成，采集信号经由电路放大、滤波后送至AD转换器，输出的数字信号送入信号处理电路进行处理。其中AD转换器采用TI公司24bit、高可靠性的芯片PCM42XX-XX，该芯片具有大动态范围、高精度和良好的温度性能，可以适应项目需求。

模数转换后的数字信号送入信号处理电路，信号处理电路以FPGA为核心，在FPGA内部实现采集数据的处理，实时计算出多普勒值，并将原始数据和计算结果通过PCI总线实时传送给PC104+模块。这里FPGA采用一片Spartan-6芯片XC6SLX100，FPGA接收到数据后，在芯片内部进行缓存，同时将原始数据进行傅里叶变换计算出多普勒值。FPGA通过一片PCI桥芯片PCI9056与PC104+模块的PCI总线接口相连，将数据和计算结果实时传给PC104+模块。

PC104+模块采用ADLINK公司的CoreModule 745模块。该模块采用Intel处理器，功耗低、主频可到1.66GHz，板载的4GB存储器，按照192ksps的采样率，24bits的位宽，可以记录的时间长度为1小时以上，大大满足长时间数据记录的需求。该模块可靠性高、外设接口丰富完全满足本系统需求。

该板卡电源分配可以分为模拟电源和数字电源两部分，数字地和模拟地用多个0Ω电阻多点相连。由伟京的电源模块提供模拟电源A+5V、A+15V、A-15V和接地引脚。数字电平部分由外接电源滤波后输出数字电平D+5V。FPGA需要数字电源电平D+3.3V、D+2.5V、D+1.8V、D+1.2V，根据评估的各种电压功耗，使用多种线性稳压器得到，供给各种电路使用。

该板卡即构成了一个完整的多普勒数据采集系统， 其具有体积小、集成度高、稳定性高，动态范围大，精度高等优点，可以方便的应用在相关的机箱设备中。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。