一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统。该系统主要由PXIe机箱、控制器、同步模块、射频信号采集及存储模块构成。其中：PXIe机箱内部设有PXIe总线，控制器、同步模块和射频信号采集及存储模块均通过PXIe机箱插槽连接至PXIe机箱的PXIe总线上。该系统基于PXIe总线技术构建、实现同步信号的路由、信号的高速同步采集传输存储。该系统通过同步模块生成同步采样时钟及同步触发信号，驱动射频信号采集及存储模块的多通道同步采集。该系统用户可以根据需求灵活配置机箱及采集通道数。该系统是一种具有高同步性能，配置灵活的射频信号同步采集系统。
【专利说明】一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种射频信号采集系统，尤其是一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统。 【背景技术】
[0002]射频信号采集系统通常应用于通信及测量领域，用于将射频信号变频并数字化，以便于信号的离线分析、信号回放等应用。
[0003]对于多通道射频信号采集系统，高采样率对数据的传输和存储的速率要求很高。系统需要将多通道信号采集模块产生的大量数据，经过总线实时传输、写入存储模块。
[0004]对于多通道射频信号采集系统，各通道的同步是一项非常重要的性能指标。通常为了保证采集的同步性能，需要各采集通道共享采集时钟信号、采集触发信号，并在系统设计和实现中充分考虑各采集通道中不同信号路由、不同器件导致的同步性能差异。
[0005]面向仪器系统的PCI扩展(PXI)系统是一种被工业界广泛接受的测试测量仪器系统平台。其升级版本PXIe平台提供了更高的总线带宽，专用的高性能同步总线。PXIe系统由PXIe机箱、控制器和外围模块构成。PXIe总线技术配合模块化的射频模块可以灵活配置通信及测试系统，搭建面向各种应用的测试测量仪器，例如GPS信号同步采集、北斗信号同
张f隹坐
少Ttv:?寸O
【发明内容】
[0006]为了实现多通道射频信号同步采集，本实用新型的目的在于提出了一种基于PXIe总线的射频信号同步采集系统，用户可以根据实际应用需求，灵活配置系统的通道数。本实用新型中的设计，满足了高速数据传输及存储需求，保证了不同配置下通道间良好同步性倉泛。
[0007]根据采集系统所配置的通道数的不同，可以配置为单机箱和多机箱系统。
[0008]本实用新型提出的基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统，所述同步采集系统采用单机箱系统，由PXIe机箱1、控制器2、同步模块3和射频信号采集及存储模块4组成，其中=PXIe机箱I内部设有PXIe总线，控制器2、同步模块3和射频信号采集及存储模块4均通过PXIe机箱插槽连接至PXIe机箱的PXIe总线上。
[0009]本实用新型中，所述同步模块3包括采样时钟源5、触发信号源6、参考时钟源7和外参考时钟8，所述参考时钟源7的输入端连接外参考时钟8，输出端连接PXIe总线，采样时钟源5和触发信号源6的输出端分别连接PXIe总线。
[0010]本实用新型中，所述若干个单机箱系统串联，构成多机箱系统，其中一个单机箱系统作为主机箱，其余单机箱系统作为从机箱，每个同步模块3内的采样时钟源6、触发信号源6分别通过相同的连接线连接主机箱上的PXIe总线或从机箱上的PXIe总线。
[0011]本实用新型中，PXIe机箱I内部集成PXIe总线，可以传输参考时钟、采样时钟、触发信号及数据信息等。[0012]本实用新型所提出的信号采集系统中，控制器2运行采集软件，控制器2中各个模块的工作，具体功能包括:
[0013]1.运行采集软件，配置同步模块3的参考时钟源，控制同步模块3产生采样时钟及触发信号，并将其路由至输出端口，将特定输入端口信号路由至PXIe总线。
[0014]2.运行采集软件，控制射频信号采集及存储模块4各个通道对射频信号变频并数字化，将数据经PXIe总线传输至控制器2，再由控制器2将数据写入射频信号采集及存储模块4的磁盘存储器中。
[0015]本实用新型所提出的采集系统中，同步模块3主要功能是配置和产生参考时钟、采样时钟及触发信号。各个信号可路由至PXIe总线供本地机箱各个模块使用，也可路由至同步模块3的输出端口，供其他机箱的同步模块3使用。同步模块3的具体功能包括:
[0016]1.使用外部参考时钟或者内部高精度时钟源，将其路由至PXIe总线，作为系统内各模块的参考时钟源。
[0017]2.生成采样时钟信号，并控制采样时钟信号的路由。
[0018]3.生成触发信号，并控制触发信号的路由。
[0019]本实用新型所提出的采集系统中，射频信号采集及存储模块4主要功能是基于PXIe总线上的各同步信号实现各通道射频信号变频、采集及存储。具体功能包括:
[0020]1.各通道使用PXIe总线上的时钟作为参考时钟，驱动本通道变频器及采集器工作，保证通道间的时钟同步性能。
[0021]2.各通道变频器的本振信号可以以菊花链方式连接，保证通道间本振信号的同步性能。
[0022]3.各通道使用PXIe总线上来源于同步模块3的采样时钟作为采样时钟，对中频信号进行采集。PXIe总线保证了同步模块3至射频信号采集及存储模块4各通道的采样时钟间同步性能。
[0023]4.各通道采集器使用PXIe总线上来源于同步模块3的触发信号作为采集触发信号。PXIe总线保证了同步模块3至射频信号采集及存储模块4各通道的触发信号间同步性倉泛。
[0024]5.各通道采集器将采集数据经PXIe总线，传送至控制器2，并在控制器2的控制下，将采集数据写入本通道磁盘存储器中。PXIe总线提供的高带宽满足多通道高速数据传输的需求。
[0025]多机箱系统是由多个单机箱系统组成。机箱间的参考时钟、采样时钟、触发信号连接线需要使用和单机箱相同的信号连接线，以保证了系统内所有采集通道的同步性能。如图3所示。
[0026]在多机箱系统中对于米样时钟，主机箱同步模块3的输出端口将米样时钟输送至从机箱同步模块3，并由从机箱同步模块3将采样时钟输送至从机箱的PXIe总线。采样时钟由主机箱同步模块3产生，并通过相同的传输路径长度路由至各机箱射频信号采集及存储模块4的各通道。从而保证系统中不同机箱的各采集通道的同步采集。
[0027]在多机箱系统中对于触发信号，主机箱同步模块3的输出端口将触发信号输送至从机箱同步模块3，并由从机箱同步模块3将触发信号输送至从机箱的PXIe总线。触发信号由主机箱同步模块3产生，并通过相同的传输路径长度路由至各机箱射频信号采集及存储模块4的各通道。从而保证系统中不同机箱的各采集通道的同步触发采集。
[0028]本实用新型的有益效果是:基于PXIe总线技术搭建一种支持多通道射频信号同步采集系统。系统通道数据可根据实际采样需求配置。在通道间同步方面的设计保证了系统良好的同步采集性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统的单机箱配置构成图。
[0030]图2是本实用新型一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统的单机箱配置同步模块3信号连线图。
[0031]图3是本实用新型一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统的多机箱配置同步模块3信号连线图。
[0032]图中标号:1.PXIe机箱，2.控制器，3.同步模块，4.射频信号采集及存储模块，
5.米样时钟源，6.触发信号源，7.参考时钟源,8.外参考时钟。
【具体实施方式】
[0033]下面通过具体实施例对本实用新型进一步说明。
[0034]实施例1:将下列各部件按图1所示方式组装，该领域技术人员均能顺利实施。PXIe机箱I采用NI PXIe-1085机箱，其背板总线为PXIe总线，实现采样时钟及触发信号的路由。控制器2采用NI PXIe-8135控制器。同步模块3采用NI PXIe_6674T+ NIPX1-6682H的组合，其中NI PXIe_6674T可为系统产生采样时钟，NI PX1-6682T可为系统产生触发信号。射频信号采集及存储模块4的一个通道可由NI PXIe-5652+NI PXIe-5601+NI PXIe-7966+ NI 5761+NI 8262+NI HDD8265 组合实现。具体配置如表 I 所示。在 NIPXIe-1085机箱中，单机箱射频信号采集及存储可最多配置为3通道。
[0035]表I
[0036]
【权利要求】
1.一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统，其特征在于同步采集系统采用单机箱系统，由PXIe机箱⑴、控制器(2)、同步模块(3)和射频信号采集及存储模块(4)组成，其中=PXIe机箱(1)内部设有PXIe总线，控制器(2)、同步模块(3)和射频信号采集及存储模块(4)均通过PXIe机箱插槽连接至PXIe机箱的PXIe总线上。
2.根据权利要求1所述的一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统，其特征所述同步模块(3)包括采样时钟源(5)、触发信号源(6)、参考时钟源(7)和外参考时钟(8)，所述参考时钟源(7)的输入端连接外参考时钟(8)，输出端连接PXIe总线，采样时钟源(5)和触发信号源(6)的输出端分别连接PXIe总线。
3.根据权利要求2所述的一种基于PXIe总线的多通道射频信号同步采集系统，其特征在于所述若干个单机箱系统串联，构成多机箱系统，其中一个单机箱系统作为主机箱，其余单机箱系统作为从机箱，每个同步模块(3)内的采样时钟源(5)、触发信号源(6)分别通过相同的连接线连接主机箱或从机箱上的PXIe总线 。
【文档编号】G06F13/38GK203376745SQ201320488650
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】李远朝, 左中梁, 邵晖, 张喜庆, 俞一鸣, 陈柯 申请人:上海聚星仪器有限公司