数据采集装置和数据采集与监控系统的制作方法

本发明涉及数据采集，尤其涉及一种数据采集装置和一种数据采集与监控系统。

背景技术：

1、随着科技的发展，量子医学检测仪被应用到医疗检测中，对患者的身体状况进行检测。相关技术中，量子医学检测仪进行数据采集时，通常采用偏置调节dac发送偏置调节电压，再经过高速驱动放大器对偏置调节电压进行放大，以对数据进行采集。但是，高速驱动放大器温漂较大，偏置温度稳定性差，宽带驱动放大器输出宽带噪声较大，导致系统输入噪声性能差，采集数据的有效位数低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种数据采集装置，在进行数据采集时能够实现偏置调节温度稳定性好，偏置调节噪声低，从而既能够提高偏置调节的精度且温度稳定性高，又能够保障高速、大信号输入时的偏置调节精度。

2、本发明的第二个目的在于提出一种数据采集与监控系统。

3、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种数据采集装置，包括：偏置调节单元，偏置调节单元被配置为产生偏置调节电压；电压跟踪单元，电压跟踪单元与偏置调节单元相连，电压跟踪单元被配置为对偏置调节电压进行跟踪，以输出跟踪电压；差分放大单元，差分放大单元与电压跟踪单元相连，差分放大单元被配置为对输入信号和跟踪电压进行差分放大，以输出两路差分放大信号；采样单元，采样单元与差分放大单元相连，采样单元被配置为对两路差分放大信号进行采样，获得与输入信号相适配的数据采样信号。

4、根据本发明实施例的数据采集装置，在进行数据采集时，通过偏置调节单元产生偏置调节电压，通过电压跟踪单元对偏置调节电压进行跟踪以输出跟踪电压，通过差分放大单元对输入信号和跟踪电压进行差分放大，以输出两路差分放大信号，通过采样单元对两路差分放大信号进行采样，获得与输入信号相适配的数据采样信号。由此，该装置在进行数据采集时能够实现偏置调节温度稳定性好，偏置调节噪声低，从而既能够提高偏置调节的精度且温度稳定性高，又能够保障高速、大信号输入时的偏置调节精度。

5、另外，根据本发明上述实施例的数据采集装置，还可以具有如下的附加技术特征：

6、根据本发明的一个实施例，电压跟踪单元包括两级组合驱动电路，两级组合驱动电路被配置为对偏置调节电压和跟踪电压进行跟随放大，以获得电压跟随信号，并对电压跟随信号进行跟踪驱动，以输出跟踪电压。

7、根据本发明的一个实施例，两级组合驱动电路包括第一放大器、第二放大器和第一反馈电阻，第一反馈电阻连接在第一放大器的负输入端与第二放大器的输出端之间，第二放大器被配置为对第一放大器输出的电压跟随信号进行放大，以输出跟踪电压，并通过第一反馈电阻将跟踪电压提供给第一放大器，第一放大器被配置为对偏置调节电压和跟踪电压进行跟随放大，以输出电压跟随信号给第二放大器。

8、根据本发明的一个实施例，第一放大器为精密、低噪声运算放大器，第二放大器为高速单位增益缓冲器。

9、根据本发明的一个实施例，两级组合驱动电路还包括：第一电阻，第一电阻的一端与偏置调节单元的输出端相连，第一电阻的另一端与第一放大器的正输入端相连；第一电容，第一电容的一端与第一电阻的另一端相连，第一电容的另一端接地；第二电容，第二电容连接在第一放大器的负输入端与输出端之间。

10、根据本发明的一个实施例，两级组合驱动电路还包括：第二电阻，第二电阻连接在第一放大器的输出端与第二放大器的输入端之间；第三电容，第三电容的一端与第二放大器的输入端相连，第三电容的另一端接地。

11、根据本发明的一个实施例，两级组合驱动电路还包括：第四电容，第四电容的一端与第二放大器的输出端相连，第四电容的另一端接地。

12、根据本发明的一个实施例，第一放大器的直流开环增益远大于第二放大器的直流增益。

13、根据本发明的一个实施例，差分放大单元包括：第一增益电阻，第一增益电阻的一端适于接入输入信号；匹配端接电阻，匹配端接电阻的一端与电压跟踪单元的输出端相连；第二增益电阻，第二增益电阻的一端与匹配端接电阻的另一端相连；高速全差分放大器，高速全差分放大器的正输入端与第一增益电阻的另一端相连，高速全差分放大器的负输入端与第二增益电阻的另一端相连，高速全差分放大器的正输出端和负输出端分别与采样单元相连；第二反馈电阻，第二反馈电阻连接在高速全差分放大器的正输入端与负输出端之间；第三反馈电阻，第三反馈电阻连接在高速全差分放大器的负输入端与正输出端之间。

14、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种数据采集与监控系统，包括上述的数据采集装置。

15、根据本发明实施例的数据采集与监控系统，通过上述的数据采集装置，在进行数据采集时能够实现偏置调节温度稳定性好，偏置调节噪声低，从而既能够提高偏置调节的精度且温度稳定性高，又能够保障高速、大信号输入时的偏置调节精度。

16、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种数据采集装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的数据采集装置，其特征在于，所述电压跟踪单元包括两级组合驱动电路，所述两级组合驱动电路被配置为对所述偏置调节电压和所述跟踪电压进行跟随放大，以获得电压跟随信号，并对所述电压跟随信号进行跟踪驱动，以输出所述跟踪电压。

3.根据权利要求2所述的数据采集装置，其特征在于，所述两级组合驱动电路包括第一放大器、第二放大器和第一反馈电阻，所述第一反馈电阻连接在所述第一放大器的负输入端与所述第二放大器的输出端之间，所述第二放大器被配置为对所述第一放大器输出的电压跟随信号进行放大，以输出所述跟踪电压，并通过所述第一反馈电阻将所述跟踪电压提供给所述第一放大器，所述第一放大器被配置为对所述偏置调节电压和所述跟踪电压进行跟随放大，以输出所述电压跟随信号给所述第二放大器。

4.根据权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，所述第一放大器为精密、低噪声运算放大器，所述第二放大器为高速单位增益缓冲器。

5.根据权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，所述两级组合驱动电路还包括：

6.根据权利要求5所述的数据采集装置，其特征在于，所述两级组合驱动电路还包括：

7.根据权利要求6所述的数据采集装置，其特征在于，所述两级组合驱动电路还包括：

8.根据权利要求3所述的数据采集装置，其特征在于，所述第一放大器的直流开环增益远大于所述第二放大器的直流增益。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的数据采集装置，其特征在于，所述差分放大单元包括：

10.一种数据采集与监控系统，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的数据采集装置。

技术总结
本发明公开了一种数据采集装置和数据采集与监控系统，所述装置包括：偏置调节单元，偏置调节单元被配置为产生偏置调节电压；电压跟踪单元，电压跟踪单元与偏置调节单元相连，电压跟踪单元被配置为对偏置调节电压进行跟踪，以输出跟踪电压；差分放大单元，差分放大单元与电压跟踪单元相连，差分放大单元被配置为对输入信号和跟踪电压进行差分放大，以输出两路差分放大信号；采样单元被配置为对两路差分放大信号进行采样，获得与输入信号相适配的数据采样信号。本发明的装置在进行数据采集时能够实现偏置调节温度稳定性好，偏置调节噪声低，从而既能够提高偏置调节的精度且温度稳定性高，又能够保障高速、大信号输入时的偏置调节精度。

技术研发人员：盛迎接,吴亚,贺羽
受保护的技术使用者：国仪量子（合肥）技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13